Aлгоритм ідентифікації об'єктів управління ланками другого порядку з часом запізнювання
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2025-293-7-75-83Ключові слова:
ланка другого порядку, параметри регулятора, час керування, алгоритм ідентифікації, перехідний процес, час затримкиАнотація
Об'єктом дослідження є оптимальні параметри налаштування регулятора та показники якості перехідних процесів.
Сучасна проблема полягає в тому, що сучасні технологічні процеси є складними об'єктами управління. Тому при проектуванні систем автоматизації особливо важливими стають завдання ідентифікації об'єкта управління, розрахунку параметрів регулятора та їх подальшої оптимізації. Оптимальні налаштування забезпечують найвищу якість продукції та зменшують її вартість при заданому обсязі виробництва. Пряме визначення параметрів регулятора шляхом експериментів на реальному об'єкті може призвести до втрати якості готової продукції та пошкодження сировини та каталізаторів. Щоб уникнути цих ризиків, алгоритм розрахунку було реалізовано в середовищі програмного пакета Maple.
У ході дослідження було розроблено та протестовано алгоритм ідентифікації об'єктів управління з різними характеристиками перехідних процесів, описаних зв'язками другого порядку, з урахуванням часу затримки. На основі отриманих передавальних функцій еквівалентних об'єктів було налагоджено P-, PI- та PID-регулятори (пропорційний, пропорційно-інтегральний та пропорційно-інтегрально-диференційний). Параметри визначалися за допомогою трикутного методу, методу незагасаючих коливань (Ніколас-Зіглер) та запропонованого алгоритму. Отримані результати призначені для використання в системах автоматичного регулювання.
Було проведено порівняльний аналіз якості перехідних процесів у системах, налаштованих за допомогою різних методів. Було встановлено, що параметри, отримані за допомогою нового алгоритму, значно покращують динамічні характеристики системи (зменшення перевищення, часу регулювання, статичної та динамічної похибок). Крім того, було запропоновано алгоритм пошуку параметрів регулятора з урахуванням обмеження перевищення, який також показав позитивні результати. Похибка ідентифікації не перевищує 3 %, що є прийнятним для розрахунків такого типу.
Посилання
1. Verhaegen M. Filtering and System Identification: A Least Squares Approach. 2 nd ed. / M. Verhaegen, V. Verdult. Cambridge University Press, 2012. 422p. https://books.google.com.ua/books/about/Filtering_and_System_Identification.html?id=vlOUuAAACAAJ&redir_esc=y
2. Soderstrom T. Instrumental variable methods for system identification // Circuits, Systems and Signal Processing / T. Soderstrom, P. Stoica. 2002. Vol. 21, Issue 1. Pp. 1–9. https://link.springer.com/article/ 10.1007/ BF01211647 https://sat.bntu.by/jour/article/ view/64?locale=ru_RU
3. Loriia M. Experimental investigation of the method of determination of optimal controller settings / M. Loriia // EURIKA: Physics and Engineering. 2019. № 2. Р. 16–22. https://journal.eu-jr.eu/engineering/article/ view/864
4. Maryna Loriia, Principles and stages of creation of automatic control systems with a model of complex technological processes / Olexii Tselishchev, Petro Eliseyev, Olga Porkuian, Oleksandr Hurin, Alla Abramova, Sergii Boichenko // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 2022. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.270519
5. Driankov, D. Palm R. Advances in Fuzzy Control [Text] / D.Driankov, R.Palm // Physica-Verlag. Heidelberg. Germany - 1988. P. 129-137.
6. Duryshev O. A., Study of the impact of discrete control of the cooling and condensation unit on the efficiency of ammonia production/Kobzarev E. V., Gurin O.M., Loriia M.G. //№ 4 (290) (2025): Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля DOI: https://doi.org/10.33216/1998-7927-2025-290-4-72-77
7. Karakawa K., Abe N., Ichihara H. Joint design method of closed-loop identification and IMC structure for temperature control system with time delay. SICE 2002. http://dx.doi.org/10.1109/ SICE.2002.1196548
