Розробка та моделювання робастних систем керування технологічними об'єктами харчової промисловості

Abstract

В роботі досліджується контур регулювання рівнями п’ятикорпусної випарної установки цукрового заводу, що описується системою лінійних диференціальних рівнянь п’ятого порядку. Так як об’єкт працює в умовах невизначеності, причому як параметричних так і структурних, то для побудови системи стабілізації необхідно використати робастний регулятор, що синтезований за алгоритмом Loop Shaping, який об’єднує частотні підходи та Н-оптимізацію. При цьому використовуються числові методи пошуку мінімуму Н∞-норми від різниці між передатною матрицею розімкненої системи та бажаною передатною матрицею на множині стабілізованих зворотних зв’язків. Замкнена система з синтезованим регулятором має значно нищу функцію чутливості та добре відтворює сигнал завдання на робочих частотах, що обґрунтовано на приведених логарифмічних амплітудно-частотних характеристиках (АЧХ). Так як синтезований регулятор має високий порядок, то його порядок було знижено без втрати суттєвих властивостей. Моделювання системи з регуляторами повного та пониженого порядку з невизначеностями та без показали високі якісні характеристики перехідних процесів з різними сигналами завдання, що підтверджує доцільність використання даного підходу. In the paper the contour level adjustment five-block evaporating sugar factory settings, described a system of linear differential equations of the fifth order. Since the facility operates under uncertainty, both parametric and structural, for the construction of the system is necessary to use robust stabilization controller that synthesized Loop Shaping algorithm, uniting frequency approaches and Hoptimization. It uses numerical methods for finding the minimum of Н∞-norm the difference between open-loop transfer matrix system and transfer the desired matrix on the set stabilization feedback. A closed system with synthesized regulator has low sensitivity and function reproduces the signal problem at the operating frequency, which resulted in reasonably logarithmic amplitude-frequency characteristics (AFC). Since synthesized regulator has a high order, his order was reduced without significant loss of properties. Simulation system with full controls and reduced order with uncertainties and no, demonstrated high quality characteristics transients