Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Тверской Максим Юрьевич. Разработка и исследование алгоритмов параметрического синтеза двухконтурных систем регулирования, функционирующих в составе АСУТП тепловых электростанций : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Иваново, 2004 187 c. РГБ ОД, 61:04-5/4115

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение .., ,.,.. 4

"лава 1. Анализ особенностей полномасштабных АСУТП и технологии их создания. Определение места средств расчета АСР в структуре АСУТП. Постановка задачи исследования ...8

1.1. Характеристика полномасштабных АСУТП на базе современных НТК 8

1.2. Анализ технологии создания АСУТП , 11

1.3. Анализ подходов к решению задачи автоматизации настройки АСР 14

1.4. Постановка задачи исследования 19

1.5. Выводы 20

• лава 2. Анализ алгоритмов и формирование методики идентификации бъектов регулирования как этапа автоматизации настройки АСР 22

2.1. Определение места этапа идентификации в общей процедуре расчета АСР частотными методами 22

2.2. Анализ методов и алгоритмов идентификации объектов регулирования 26

2.3. Алгоритмы обработки трендов регистрируемых технологических параметров с целью оценки переходных характеристик и спектральных плотностей возмущений 31

2.4. Алгоритмы оценки КЧХ 39

2.5. Формирование методики идентификации объектов регулирования 47

2.6. Выводы .48

Глава 3. Разработка базовых алгоритмов расчета параметров настройки замкнутых АСР , ..50

3.1. Типовые структуры замкнутых АСР. Методы и критерии параметрической оптимизации АСР 50

3.2. Модифицированный базовый алгоритм расчета АСР методом частотного показателя колебательности 54

3.3. Организация итерационной процедуры расчета параметров настройки каскадных АСР 64

3.4. Особенности реализации алгоритма расчета двухконтурных АСР с дифференциатором 69

3.5. Особенности реализации алгоритма расчета каскадных АСР с корректирующим и стабилизирующим регуляторами 71

3.6. Выводы 73

Глава 4. Разработка алгоритмов параметрического синтеза робастных АСР. Программная реализация алгоритмов расчета АСР 74

4.1 Предварительные замечания 74

4.2. Алгоритм параметрического синтеза робастных АСР, 75

4.3. Особенности программной реализации алгоритмов расчета АСР 81

4.4. Выводы 85

Глава 5. Испытания итерационных Алгоритмов расчета АСР 88

5.1. Цели и задачи испытаний 88

5.2. Методика проведения испытаний 90

5.3. Обоснование параметрических моделей объектов регулирования для проведения испытаний алгоритмов расчета АСР 93

5.4. Испытания итерационных алгоритмов расчета двухконтурных АСР с дифференциатором 99

5.5. Испытания итерационных алгоритмов расчета каскадных АСР с корректирующим и стабилизирующим регуляторами 108

5.6. Анализ результатов испытаний итерационных алгоритмов расчета двухконтурных АСР 116

5.7. Выводы 145

Заключение 147

Список литературы ,149

Приложения 159

П1. Определение места средств реализации функции автоматизации настройки АСР в технической структуре АСУТП на базе ПТК 759

/72. Вывод соотношений для вычисления КЧХ двухконтурных АСР 764

ПЗ. Материалы по испытаниям алгоритмов расчета двухконтурных АСР 770

ПЗ. 1. Промежуточные результаты решения задачи идентификации при получении параметрических моделей объектов регулирования для проведения испытаний алгоритмов расчета двухконтурных АСР 170

П3.2. Описание структурных схем имитационных моделей двухконтурных АСР.. 182

П4. Акт ИГЭУ внедрения результатов диссертационной работы 185

/75. Акт ОАО "Костромская ГРЭС" о принятии к внедрению алгоритмов автоматизированного расчета типовых двухконтурных АСР 187 

Введение к работе:

Актуальность темы. Системы управления технологическим оборудованием тепловых электростанций (ТЭС) развиваются в направлении создания полномасштабных многофункциональных АСУТП на базе программно-технических комплексов (ПТК) сетевой организации. Эффективность АСУТП ТЭС существенно зависит от качества выполнения важнейшей из управляющих функций - автоматического регулирования.

Одним из путей повышения качества функционирования автоматических систем регулирования (АСР) в составе АСУТП является совершенствование методов и алгоритмов их параметрического синтеза, абсолютное большинство которых было разработано до появления современных АСУТП и ориентировано на исходные данные в виде параметрических моделей объектов регулирования (как правили, передаточных функций). Однако, современные АСУТП на базе ПТК предоставляют более широкие возможности в решении задач синтеза АСР, в том числе - использование в расчетах непосредственно трендов необходимых сигналов, записанных в виде файлов базы данных, применение алгоритмов, практически неограниченных по вычислительной сложности, и др. В связи с этим существует проблема адаптации: методов и алгоритмов синтеза АСР к новым условиям.

Наиболее ответственные системы регулирования технологическим оборудованием ТЭС реализуются в виде типовых двухконтурных АСР, для которых решение задач параметрического синтеза осложняется нарушением условий "частотной развязки" процессов во внутреннем и внешнем контурах, немонотонным поведением частотных характеристик эквивалентных объектов и др. Таким образом, задача совершенствования методов и алгоритмов параметрического синтеза двухконтурных АСР в составе АСУТП ТЭС представляется актуальной.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка и исследование алгоритмов параметрического синтеза типовых двухконтурных сие-тем регулирования, ориентированных на обработку трендов экспериментальных динамических характеристик объектоЕ У^в/ШШ"УМ^||іаіо(цих специ-

СПїт«рвуі>г/-/'.л «

Q» J0O//»«t

фику функционирования АСР в составе АСУТП и нацеленных на повышение качества автоматического регулирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

провести анализ технической и функциональной структур современных АСУТП, определить место алгоритмов и программных средств параметрического синтеза АСР в составе математического и программного обеспечения АСУТП;

определить методику идентификации, ориентированную на прямую обработку трендов входных и выходных сигналов и получение моделей объектов регулирования в виде оценок комплексных частотных характеристик (КЧХ);

разработать алгоритмы параметрического синтеза для типовых структур двухконтурных АСР, ориентированные на их промышленное применение в условиях полномасштабных АСУТП на базе ПТК сетевой организации и учитывающие немонотонное поведение годографов КЧХ объектов регулирования;

провести испытания и исследования алгоритмов параметрического синтеза АСР для оценки их эффективности.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе используются: теория автоматического управления, операционное исчисление, теория вероятностей и математическая статистика, теория случайных процессов и инструментальные средства имитационного моделирования динамических систем.

Основные научные результаты и их новизна.

  1. Разработан модифицированный алгоритм расчета в пространстве параметров настройки АСР поверхности заданного частотного показателя колебательности, учитывающий немонотонное поведение годографа КЧХ разомкнутой системы.

  2. Разработаны итерационные алгоритмы параметрического синтеза типовых двухконтурных АСР (двухконтурных АСР с дифференциатором, каскадных АСР с корректирующим vi стабилизирующим регуляторами), отличающие-

ся применением непараметрических моделей объектов регулирования в виде оценок КЧХ, независимых критериев оптимальности по каждому из контуров и условий, гарантирующих сходимость предложенных процедур.

  1. Выполнены исследования разработанных алгоритмов, выявившие предпочтительность итерационной процедуры вида "внутренний контур -внешний контур" и подтвердившие эффективность предложенных алгоритмов на примере параметрического синтеза АСР для выборки математических моделей теплоэнергетических объектов двухконтурного регулирования.

  2. Определена последовательность решения задач идентификации и параметрического синтеза АСР и выполнена адаптация разработанных и программно реализованных алгоритмов в составе математического обеспечения АСУТП.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

  1. В результате программной реализации разработанных алгоритмов получены инструментальные средства параметрического синтеза АСР. Программные средства синтеза двухконтурных АСР включены в виде подсистем "СИНТЕЗ-ЯД", "СИНТЕЗ-КС" в состав ПК ТЕМП идентификации и параметрической оптимизации систем регулирования.

  2. Применение программно реализованных алгоритмов позволяет проводить параметрический синтез основных типов замкнутых АСР теплоэнергетическими объектами: одноконтурных АСР; двухконтурных АСР с дифференциатором; каскадных АСР с корректирующим и стабилизирующим регуляторами.

Автоматизация расчета АСР с применением разработанных алгоритмов обеспечивает повышение качества автоматического регулирования технологических параметров.

3. Разработанные и программно реализованные алгоритмы адаптирова
ны к применению в условиях полномасштабных АСУТП на базе ПТК. Они
включены в состав математического и программного обеспечения станции
контроля качества автоматического регулирования и автоматизации настрой
ки АСР на полигоне ПТК "Квинт" кафедры систем управления, используемой в
учебно-научном процессе ИГЗУ.

Достоверность и обоснованность. Теоретические основы рассмотренных в диссертации алгоритмов базируются на классических частотных методах теории автоматического управления. Работоспособность и эффективность ряда вновь разработанных алгоритмов подтверждена результатами вычислительных экспериментов, проведенных путем имитационного моделирования полученных в результате синтеза АСР (исходные данные для проведения испытаний обоснованы результатами промышленных экспериментов по анализу динамических свойств котлов ТЭС).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научно-технической коьференции "Управление в технических системах" (г. Ковров, КГТА, 1993 г.); на юбилейной научно-технической конференции "Передовой опыт и основные направления повышения эффективности и надежности ТЭС" (г. Волгореченск, ОАО "Костромская ГРЭС", 1999 г.); на международной научно-технической консреренции "Состояние и перспективы развития электротехнологии. IX Бенардосовские чтения" (г. Иваново, ИГЭУ, 1999 г.); на международной научной конференции "Теория и практика построения и функционирования АСУТП (CONTROL-2000)" (г. Москва, МЭИ, 2000 г.); на международной конференции "Идентификация систем и задачи управления (SICPRO-2000)" (г. Москва, ИПУ РАН, 2000 г.); на научно-технических семинарах отделения автоматизации оборудования ВТИ и ЗАО "Интеравтоматика" (г. Москва), кафедры систем управления ИГЭУ (г. Иваново) в 1991-2004 гг.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 10 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 97 наименований. Общий объем работы, включая 3 приложения, составляет 184 страницы.

Научный консультант к.т.н., доцент СА.Тапаманов.

Подобные работы
Майстренко Андрей Васильевич
Синтез, исследование и применения алгоритмов цифрового дифференцирования сигналов в системах автоматического регулирования процессов
Таламанов Сергей Александрович
Совершенствование методологии автоматизации настройки систем регулирования в составе АСУТП тепловых электростанций
Карелин Алексей Евгеньевич
Синтез, исследование и применение рекуррентных алгоритмов оценивания параметров математических моделей объектов в автоматизированных системах управления
Высотская Ольга Викторовна
Разработка и исследование алгоритма автоматической параметрической оптимизации для систем с широтно-импульсной модуляцией
Васильев Артем Вячеславович
Исследование и разработка алгоритмов управления многостадийным процессом производства листового стекла
Мигранов Айрат Барисович
Система виртуальной реальности для разработки и исследования алгоритмов планирования и управления микросборочными процессами
Донцов Венедикт Михайлович
Разработка и исследование алгоритмов управления жалюзийными экранами в условиях естественного освещения
Тей Дмитрий Олегович
Разработка и исследование алгоритмов регулирования гистерезисных регуляторов тока с двойной синхронизацией
Мейлахс Артем Львович
Разработка и исследование интеллектуальных алгоритмов управления мощным драглайном для расширения его технологических возможностей
Пономарев Дмитрий Александрович
Исследование и разработка процессов и алгоритмов селективного автоматизированного управления квазистационарными логистическими потоками

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net