Research of the of identification algorithm of control object of second-order links with a delay time

Maryna Loriia

doi:10.15587/2312-8372.2019.157602

Автор(и)

Maryna Loriia Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-5589-8351

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.157602

Ключові слова:

ланка другого порядку, настройки регулятора, час регулювання, алгоритм ідентифікації, перехідний процес, час запізнення

Анотація

Об'єктом дослідження є оптимальні настроювання регулятора та показники якості перехідних процесів. Одним з найбільш проблемних місць є те, що сучасні технологічні процеси є складними об'єктами керування, при проектуванні систем автоматизації важливим стає питання ідентифікації об’єкту керування та розрахунок настроювань регулятора і їх оптимізація. Оптимальні настроювання регулятора дозволять забезпечити максимально можливу в умовах даної технології якість продукції та мінімальну її собівартість при заданому обсязі виробництва. Визначення оптимальних настроюваних параметрів регулятора шляхом проведення експерименту на самому об'єкті може призвести до втрати якості готової продукції, псування сировини, каталізаторів. Алгоритм розрахунку було реалізовано за допомогою програмного пакету «Maple».

В ході дослідження запропоновано і досліджено алгоритм ідентифікації об'єктів управління з різним характером перехідних процесів ланками другого порядку з часом запізнювання. В ході дослідження, на підставі отриманих таким чином передавальних функцій еквівалентних об'єктів, були знайдені настройки П-, ПІ- і ПІД-регуляторів (пропорційних, пропорційно-інтегральних і пропорційно-інтегрально-діференційних регуляторів) методом трикутників, методом незагасаючих коливань (метод Ніколаса-Циглера) і з використанням запропонованого алгоритму. Ці настройки призначені для автоматичних систем регулювання. Проведений порівняльний аналіз показників якості перехідних процесів досліджуваних автоматичних систем регулювання при настройках, що отримані різними методами. За результатом порівняльного аналізу зроблено висновок, що знайдені параметри регулятора за запропонованим алгоритмом значно поліпшили динамічні властивості системи (перерегулювання, час регулювання, статична і динамічна погрішності). Запропоновано і досліджено алгоритм пошуку настройок регулятора з введенням обмеження на перерегулювання перехідного процесу, який показав також позитивний результат. Погрішність ідентифікації не перевищує 3 %, що є цілком допустимо для розрахунків такого типу.

Біографія автора

Maryna Loriia, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електронних апаратів

Посилання

Karakawa, K., Abe, N., Ichihara, H. (2002). Joint design method of closed-loop identification and IMC structure for temperature control system with time delay. Proceedings of the 41st SICE Annual Conference. SICE 2002. doi: https://doi.org/10.1109/sice.2002.1196548
Ananiev, M. V., Tselishchev, O. B., Loriia, M. H., Yelisieiev, P. Y., Yerokhina, O. V. (2010). Identyfikatsiia obiektiv keruvannia. Vymiriuvalna ta obchysliuvalna tekhnika v tekhnolohichnykh protsesa, 2 (36), 178–181.
Astrom, K. J., Hang, C. C., Lim, B. C. (1994). A new Smith predictor for controlling a process with an integrator and long dead-time. IEEE Transactions on Automatic Control, 39 (2), 343–345. doi: https://doi.org/10.1109/9.272329
Hongdong, Z., Ruixia, L., Huihe, S. (2004). Control for integrating processes based on new modified smith predictor. Control 2004, University of Bath, UK.
Kealy, T., O'Dwyer, A. (2002). Comparison of open- and closed-loop process identification techniques in the time domain. Proceedings of the 3rd Wismarer Automatisierungssymposium. Wismar.
Mamat, R., Fleming, P. J. (1995). Method for on-line identification of a first order plus dead-time process model. Electronics Letters, 31 (15), 1297–1298. doi: https://doi.org/10.1049/el:19950865
Bahtadze, N. N., Lotockiy, V. A. (2009). Contemporary methods of production process control. Problemy upravleniya, 3.1, 56–63.
Verhaegen, M., Verdult, V. (2012). Filtering and System Identification: A Least Squares Approach. Cambridge University Press, 422.
Soderstrom, T., Stoica, P. (2002). Instrumental variable methods for system identification. Circuits, Systems, and Signal Processing, 21 (1), 1–9. doi: https://doi.org/10.1007/bf01211647
Orlov, Yu. F. (2006). Identifikaciya po chastotnym parametram. Differencial'nye uravneniya, 42 (3), 425–428.