rambler
«НПО ТЕХНОКОНТ»


Регулирование как дело тонкое

Разработка АСУТП - небольших, но сложных

Программно-технические комплекты как комплексы для АСУТП



Новости

Продукты

Услуги

Цены
О компании
О компании
О компании
Главная страница

Поиск

Написать письмо


Контактная информация


История


Наши работы


Наши партнеры


Наши дилеры


Наши заказчики


Наши статьи по автоматизации


·  Исследование Honeywell

·  "Гаечный ключ" для наладчика САР

·  Адаптация стандартных регуляторов к условиям эксплуатации в промышленных системах регулирования

·  Настройка и адаптация автоматических регуляторов. Инструментальный комплект программ

·  Проблемы создания и эксплуатации эффективных систем регулирования

·  Каким критерием оптимизации переходных процессов в САР эффективнее пользоваться на практике?

·  Не мешайте регуляторам работать!

·  Каким должен быть оптимальный период (цикл) работы регулятора?

·  В каких случаях "ослабление" регулятора оправдано?

·  Чем руководствоваться при принятии решения по выбору закона регулирования (ПИ или ПИД)?

·  Какую систему регулирования считать многомерной?

·  Еще раз о ХОРОШО настроенном регуляторе и о профессиональном отношении к делу.

·  О земном и насущном.

·  Где искать прямой экономический эффект от наладки САР?

·  P.I.D. - Synthesis. Очень просто об очень непростой системе.

·  ГОСТ 7191-69 (Отменён)

·  Применение P.I.D. - expert (1)

·  Применение P.I.D. - expert (2)

·  Система мониторинга

·  Контроль систем регулирования увеличивает отдачу от модернизации

·  Современная инфраструктура эффективной эксплуатации САР на промышленных предприятиях

·  Бизнес–мотивация на внедрение средств автоматизации для эффективной эксплуатации САР

·  Не опубликованные материалы







Реклама:

P.I.D. - expert - Эксперт в настройке ПИД - регуляторов
PlantTriage - Система мониторинга и анализа контуров регулирования
Журнал «ИСУП»




О компании / Наши статьи по автоматизации /  
КАКИМ КРИТЕРИЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В САР ЭФФЕКТИВНЕЕ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ НА ПРАКТИКЕ?

Статья журнала "Промышленные АСУ и контроллеры" №5 2005 г:

Вопрос: Каким критерием оптимизации переходных процессов в САР эффективнее пользоваться на практике?

Илья Геннадьевич Варламов
руководитель департамента САР "НПО ТЕХНОКОНТ".
Телефон: (495) 652-91-60.
E-mail: info@technocont.ru
http://www.technocont.ru

Каким критерием оптимизации переходных процессов в САР эффективнее пользоваться на практике? (pdf, 434 Кб) - версия статьи для сохранения на компьютер.
Для просмотра PDF-файла не нужно ничего, кроме самого файла и бесплатной программы Acrobat Reader


Проводится сравнение различных критериев оптимизации переходных процессов с точки зрения их практического применения при наладке регуляторов.

Various transient optimization criteria are compared subject to their controller tuning applications.

Ответ. Сравним критерии оптимизации переходных процессов.

Для сравнения критериев возьмём модель объекта со следующими параметрами:

Ко=1
То=100
τ=30.

Для данного объекта произведем оптимизацию настроек регулятора четырьмя наиболее распространенными методами:

  1. СКО (Среднеквадратическое отклонение)

    Среднеквадратическое отклонение
  2. IAE (Интегрально-модульный)

    Интегрально-модульный
  3. ITAE (Интеграл произведения модуля на время)

    Интеграл произведения модуля на время
  4. Метод, лежащий в основе «P.I.D. – expert» - минимальное время регулирования

    Минимальное время регулирования
где t - текущее время, ТМ - продолжительность законченного переходного процесса, e(t) - текущее значение ошибки регулирования.
Полученные в результате оптимизации настройки регуляторов приведены в таблице. Переходные процессы - на рисунках 1-4.

Результаты оптимизиции:
Метод Кр Ти
1. СКО (среднеквадратическое отклонение) 3,74 93,64
2. IAE (Интегрально-модульный) 2,93 80,11
3. ITAE (Интеграл произведения модуля на время) 2,56 73,27
4. Минимальное время регулирования («P.I.D. – expert») 1,5 74,65


Рис. 1. Метод СКО


Рис. 2. Метод IAE


Рис. 3. Метод ITAE


Рис. 4. Минимальное время регулирования («P.I.D. – expert»)


Рис. 5. Сравнение переходных процессов

Сравним более подробно переходный процесс (рис. 5), оптимизированный по СКО, с переходным процессом, оптимизированным по минимальному времени регулирования.

Красным цветом показаны графики переходных процессов в замкнутом контуре с регулятором, настройки которого оптимизированы исходя из минимального времени регулирования. Синим цветом - регулятор, настройки которого оптимизированы по СКО.

Регулятор, настройки которого оптимизированы по СКО, при смене задания дает выбег в 5 раз (!) больший по сравнению с регулятором, настройки которого оптимизированы исходя из минимального времени регулирования (рис. 5, верхний график).

В случае с возмущением по нагрузке (рис. 5, второй график снизу) регулятор, настроенный по СКО, лишь незначительно улучшает максимальную динамическую ошибку (выбег).

Для обоих видов возмущений регулятор, настроенный по СКО, приводит к многократному увеличению времени регулирования.


Рис. 6. СКО при увеличении запаздывания на 10 секунд.


Рис. 7. «P.I.D. – expert» при увеличении запаздывания на 10 секунд.

Кроме того, СКО дает настройки, при которых система достаточно близка к границе устойчивости. Так, изменение свойств объекта на 30 % (увеличение Ко или τ) приведет к незатухающим колебаниям (рис. 6). А для регулятора, настроенного по минимальному времени регулирования, указанное изменение параметров объекта на характер переходного процесса окажет крайне незначительное влияние (рис. 7). Сравните с графиками исходных процессов (рис. 1 и рис. 4 соответственно).

Таким образом, оптимизация по СКО при неочевидных преимуществах (незначительное уменьшение динамической ошибки при возмущении по нагрузке) значительно уступает по остальным показателям (в несколько раз!).

Что касается двух других методов (IAE и ITAE), то они дают некоторые промежуточные значения (между СКО и минимальным временем) по всем рассматриваемым характеристикам. Однако рассмотренные выше тенденции сохраняются. У процессов, оптимизированных этими методами, наблюдается большая колебательность и меньший запасустойчивости по сравнению с процессами, оптимизированными по минимальному времени регулирования.

Метод оптимизации по СКО широко представлен в научной литературе по той причине, что эта задача решается относительно простыми математическими способами. На практике же использовать этот метод для настройки регуляторов, исходя из вышеперечисленных обстоятельств, представляется нам, мягко говоря, нецелесообразно.

Оптимизация по критерию минимального времени регулирования - напротив, чисто математически не имеет однозначного решения, т.к. все процессы (с точки зрения математики) сходятся в бесконечности и не имеют окончания. На практике же - это наиболее выгодный критерий (имеет наилучший компромисс между выбегом и перерегулированием) и наиболее понятный пользователю.

PS: Оптимизация по критериям СКО, IAE и ITAE выполнена с помощью "IPC-CAD. СИМОНА". Моделирование, оптимизация по минимальному времени регулирования - с помощью «P.I.D. – expert. Станция инженерного сопровождения систем автоматического регулирования».






Наверх
Наверх
карта сайта
техподдержка

поиск

сopyright © 2003-2017 «НПО ТЕХНОКОНТ»
105318, Москва, ул. Ткацкая д. 1
т. (495) 652-9160, т./ф. (495) 652-9130
e-mail: info@technocont.ru