Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ГЛАВНОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ РЕФРИЖЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКОЙ РЫБОЛОВНОГО СУДНА 9
1.1. Основные сведения об управляемом объекте 9
1.2. Описание комплекса "компрессорно-конденсаторный агрегат - морозильный аппарат" как объекта управления и принципы построения системы автоматического управления 17
1.3. Задачи и принципы построения системы логического управления 25
Выводы и постановка задачи исследования 27
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА НЕПРЕРЫВНОЙ ПОДСИСТЕМОЙ КОМПЛЕКСА
"KOМПPECCOPHO-КОНДЕНСАТОРНЫЙ АГРЕГАТ - МОРОЗИЛЬНЫЙ АППАРАТ" 29
2.1. Синтез закона управления 29
2.2. Идентификация параметров модели объекта управления 35
2.3. Результаты численных экспериментов по исследованию работы САУ и алгоритма идентификации 48
Выводы по второй главе 57
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
КОМПЛЕКСОМ "КОМПРЕССОРНО-КОНДЕНСАТОРНЫЙ АГРЕГАТ - МОРОЗИЛЬНЫЙ АППАРАТ" 59
3.1. Анализ системы логического управления 62
3.2. Синтез системы логического управления 69
3.3. Программная реализация системы логического управления 74
Выводы по третьей главе 79
ГЛАВА 4. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 81
4.1. Алгоритмическое обеспечение САУ непрерывной подсистемой 83
4.2. Алгоритмическое обеспечение системы логического управления 93
4.3. Разработка архитектуры и определение параметров микропроцессорной САУ 103
4.4. Разработка программных средств 119
4.5. Исследование СУ на цифровом моделирующем комплексе и сравнение с результатами экспериментов 122
Выводы по четвертой главе 133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 135
ЛИТЕРАТУРА 136
Приложение I 144
Приложение 2 152
Приложение 3 158
Приложение 4 175
- Описание комплекса "компрессорно-конденсаторный агрегат - морозильный аппарат" как объекта управления и принципы построения системы автоматического управления
- Идентификация параметров модели объекта управления
- Анализ системы логического управления
- Алгоритмическое обеспечение САУ непрерывной подсистемой
class1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ГЛАВНОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ РЕФРИЖЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКОЙ РЫБОЛОВНОГО СУДНА class1
Описание комплекса "компрессорно-конденсаторный агрегат - морозильный аппарат" как объекта управления и принципы построения системы автоматического управления
Для разработки САУ комплексом "ККА-МА" выделим в нем группу процессов , которую будем называть непрерывной подсистемой объекта, объединяющую для типового комплекса динамические процессы тепло- и массобмена, связывающие между собой его основные агрегаты (рис. 1.2.).
Построение математической модели любой управляющей системы проводится для получения возможности теоретического анализа процессов, происходящих в системе, и синтеза (чаще ЬиеГО На. основе упрощенной модели) закона управления. При получении моделей холодильных агрегатов различного типа можно выделить два основных подхода:
- описание в терминах "вход-выход" с помощью набора стандартных передаточных функций, шетроешіьк до экспериментальным зависимостям входных и выходных процессов агрегатов [3, 4, 5, ТІ]
- составление уравнений материально-энергетического баланса, описывающих динамику протекающих в системе процессов [І4, 42, о8, УЗ] .
Накопленный в этой области опыт позволяет давать некоторые рекомендации по выбору описания системы и возможных способов управления.
Например, в [4] рассматривается полученная на основе первого подхода модель объекта с шестью выходными параметрами и тремя каналами управления. Использование того или иного канала управления зависит от характера тепловых нагрузок и характе-растик морозильных аппаратов и возможности его реализации в данной установке. При постоянных тепловых нагрузках с возможностью появления кратковременных пиковых значений рекомендуется использовать канал управления { 0.0 ; рве} управляющим воздействием является холодопроизводительность 0.о , а управляемой переменной - давление всасывания рвс . В случае морозильных алпаратов с малой инерционностью и плавно изменяющимися нагрузками используется канал { Q.c ; Ьа} емпература воздуха в морозильной камере.
class2 РАЗРАБОТКА НЕПРЕРЫВНОЙ ПОДСИСТЕМОЙ КОМПЛЕКСА
"KOМПPECCOPHO-КОНДЕНСАТОРНЫЙ АГРЕГАТ - МОРОЗИЛЬНЫЙ АППАРАТ" class2
Идентификация параметров модели объекта управления
Задача идентификации, вызванная необходимостью настройки регулятора, состоит в определении параметров модели (І.4) объекта управления, при котором поведение модели адекватно, в том или ином смысле, отражает поведение реального объекта.
Алгоритмическое решение задачи заключается в выборе режима функционирования объекта, на котором проводится идентификация (с пробными воздействиями или без них, одновременно с управлением или раздельно и т.д.), и непосредственно алгоритма идентификации (алгоритма определения оценок по экспериментальным данным) [22].
В ПЕРУ технологический процесс не позволяет создать искусственные пробные сигналы. Поэтому в системе управления предусмотрены технические средства, выделяющие рабочие ситуации, которые могут быть использованы для идентификации. Такими ситуациями являются остановки и пуски компрессоров по командам с пульта управления. Это соответствует ступенчатым воздействиям по каналу управления. Проведение одновременной с процессом управления идентификации в данном случае нецелесообразно, поскольку при отсутствии искусственных возмущающих воздействий идентифицируются только параметры замкнутой системы, т.е. матрица [А - BFr] » являющиеся лишь комбинацией искомых А и & [63, 67].
class3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
КОМПЛЕКСОМ "КОМПРЕССОРНО-КОНДЕНСАТОРНЫЙ АГРЕГАТ - МОРОЗИЛЬНЫЙ АППАРАТ" class3
Анализ системы логического управления
Существует достаточное количество языков описания систем логического управления. В качестве примера можно указать следующие: язык конечных автоматов (в табличной форме), язык регулярных выражений, язык схем и т.д.
Перечисленные языки проблемно-ориентированные и обладают наибольшей выразительностью в применении к тем объектам, для описания которых они были первоначально разработаны.
Рассмотрение специфики ПЕРУ как объекта логического управления показывает, что наиболее удобным для формального описания является язык секвенциальных описаний (ЯСО), предложенный в Г20]
Язык секвенциальных описаний, кроме своей естественной приспособленности к описанию рассматриваемой системы, имеет еще и то преимущество, что он относится к языкам логического, а не процедурного типа. Язык логического типа задает набор требований к оператору отображения "вход-выход" конечноавтоматяой системы. Это свойство ЯСО используется при вборе его в качестве входного языка в задачах машинного проектирования систем управления [72]. В то же самое время, при реализации, на этапе синтеза структуры системы управления, требуется описание конкретной процедуры вычисления логического управления. Пример извлечения такой процедуры из секвенциального описания приведен в [9].
При программном способе реализации логического управления такой процедурой является вычисление по конкретной программе.
Для более точного обоснования эквивалентных преобразований ЯСО и формального извлечения программ логического управления из формального описания СУ, в данной работе используется логико-арифметическая интерпретация ЯСО, предложенная Р.И.Фрейдзоном (см., например, [66]) и, основанная на формализме слабой арифметики второго порядка (С.А.2) [13].
Основным достоинством предлагаемой интерпретации является то, что она использует язык С.А.2, в котором достаточно просто могут быть описаны многие специфические требования, предъявляемые к СУ. В частности, в п.3.2 в этом языке дается формальное определение свойства инерционности ИО, используемых в СЛУ ГПРУ. Следует также отметить и то, что поскольку в языке С.А.2 используется предметная переменная для натуральных чисел (моментов времени), то предложенную интерпретацию можно считать приспособленной для реализации в синхронной микропроцессорной системе.
Алгоритмическое обеспечение САУ непрерывной подсистемой
Алгоритм реализации логического управления Алгоритм реализации логического управления ориентирован на разработку программной системы управления с вводом информации по нескольким каналам. В частности, циклический ввод входных слов .для секвенциальных автоматов, дублируется инициативным вводом тех же входных слов по каналу прерывания. Это позволяет осуществить двухуровневый программный контроль:
- в интервалах между точками инициативного ввода осуществляется циклическое считывание и проверка правильности функционирования .программы сравнения результатов вычисления логического управления на каждом цикле опроса. В интервалах между точками инициативного ввода управление при правильно работающей программе должно оставаться постоянным;
- любое изменение входного слова вызывает прерывание выполнения программы с помощью аппаратных средств, например, элементов инициативного ввода дискретных потенциальных сигналов. Устанавливается соответствие между номером входа, изменившего свое значение и множеством элементарных конъюнкций Д.Н.Ф., содержащих логическую переменную, закрепленную за этим входом. Затем считывается входное слово и сравнивается с предыдущим. Если между ними есть несовпадения во всех тех местах, которые соответствуют изменившейся логической переменной, то считается, что ошибки ввода нет и вычисление управления продолжает осуществляться циклически.
