МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНЫХ НАСТРОЕК СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПО КАНАЛУ ВОЗМУЩЕНИЯ

В процессе наладки систем автоматического управления обычно отдают предпочтение элементарным формулам определения параметров оптимальной динамической настройки регуляторов, учитывающим динамику объектов управления. В большинстве случаев известные формулы ориентированы на расчет систем автоматического управления по каналу «задание – выход». Однако практически для всех непрерывных процессов основной задачей регуляторов является стабилизация выходных параметров на заданных значениях.

Разработана методика расчета параметров динамических настроек регуляторов, учитывающая динамику крайнего внешнего возмущения. Данная методика позволяет оптимизировать аналоговые и цифровые регуляторы с учетом минимизации регулирующих воздействий. При этом для оптимизации регуляторов предлагается использовать функционал, учитывающий рассогласование и максимальную величину регулирующего воздействия. Так как оптимизация системы автоматического управления с ПИ-регулятором по каналу возмущения является унимодальной задачей, то основной алгоритм оптимизации реализован по методу Хука – Дживса. Для оптимизации регуляторов по каналу внешнего возмущения получены функциональные зависимости расчета параметров динамической настройки ПИ-регулятора от динамических свойств объекта управления. В отличие от существующих методов полученные зависимости позволяют оптимизировать регуляторы автоматического управления по каналу внешнего возмущения как с учетом динамических характеристик объекта управления по каналу регулирующего воздействия, так и по динамическим характеристикам канала крайнего внешнего возмущения, что, несомненно, улучшает качество регулирования переходных процессов. Расчетные формулы обеспечивают высокую точность и удобны для практического использования. В предложенном методе отсутствуют графические номограммы, что исключает субъективность исследователя при определении параметров динамической настройки ПИ-регуляторов. Функциональные зависимости могут применяться для расчета настройки ПИ-регуляторов в широком диапазоне изменения динамических свойств объектов управления.

система автоматического управления, канал возмущения, оптимальная настройка

1. Денисенко, В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием / В. В. Денисенко. – М. : Горячая линия–Телеком, 2009. – 608 c.

2. Патрахин, В. А. Средства программирования РС-совместимых контроллеров / В. А. Патрахин // Информатизация и системы управления в промышленности. – 2004. – № 3. – С. 3–8.

3. Слободюк, М. В. Огляд сучасних засобів програмування PC-BASED контролерів / М. В. Слободюк, І. М. Голінко // Тези доповідей IХ Міжнар. наук.-практ. конф. «Сучасні проблеми наукового забезпечення енергетики», Київ, 18–22 квітня 2011 р. – Киев : КПІ, 2011. – С. 304.

4. O' Dwyer, A. Handbook of PI and PID Controller Tuning Rules. – 3rd ed ICP / A. O'Dwyer. – Dublin Institute of Technology, 2010. – 623 p.

5. Кулаков, Г. Т. Анализ и синтез систем автоматического регулирования: учеб. пособие / Г. Т. Кулаков. – Минск : Технопринт, 2003. – 136 с.

6. Кузьмицкий, И. Ф. Теория автоматического управлення: учеб. / И. Ф. Кузьмицкий, Г. Т. Кулаков. – Минск : БГТУ, 2010. – 574 с.

7. Голінко, І. М. Синтез оптимальної системи керування із частковою компенсацією збурення / І. М. Голінко // Наукові праці Національного університету харчових технологій. – 2013. – № 48. – С. 23–28.

8. Ротач, В. Я. Теория автоматического управления. – М. : Издательский дом МЭИ, 2008. – 396 с.

9. Голінко, І. М. Оптимальне налаштування ПІ-регулятора за інтегральними показниками якості / І. М. Голінко // Автоматика-2013: тези доповідей XX Міжнар. конф. з автоматичного управління, 25–27 вересня 2013 р. – Миколаїв, 2013. – С. 71–72.

10. Голінко, І. М. Синтез оптимальних систем керування із мінімізацією керуючого впливу / І. М. Голінко // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2012. – № 2 (54). – С. 79–88.

11. Голінко, І. М. Моделювання та оптимізація систем керування / І. М. Голінко, А. І. Кубрак. – Кам.–Под.: Рута, 2012. – 262 с.

12. Голінко, І. М. Оптимізація системи керування за модульним критерієм якості / І. М. Голінко, І. Є. Галицька // Інформаційні системи, механіка та керування. – 2013. – № 9. – С. 105–113.

13. Романенко, В. Д. Методи автоматизації прогресивних технологій: підручник / В. Д. Романенко. – Киев : Вища школа, 1995. –519 с.