podyplom1, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, Sprawozdania, Automatyka


28

Metody analityczne a sztuczna inteligencja w układach sterowania

STEROWANIE

METODY ANALITYCZNE

Bazą do konstruowania algorytmu sterowania (regulacji) jest model analityczny procesu - najczęściej zapisany w przestrzeni stanów.

Aktualny stan obiektu jest opisywany przez n zmiennych, które zawierają pełną informację o procesie.

Interpretacje zmiennych stanu:

Model ciągły Model dyskretny

Nieliniowy Liniowy Liniowy

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Obiekt liniowy stacjonarny w postaci ciągłej

Wady i zalety stosowania opisu ciągłego i dyskretnego

Zalety opisu ciągłego : dobrze oddaje fizyczną naturę procesu - większość zjawisk zachodzących w otaczającej nas rzeczywistości jest opisana równaniami różniczkowymi

Wady opisu ciągłego : rozwiązywanie równań różniczkowych jest trudne

Zalety opisu dyskretnego : prosty opis, łatwy do zaimplemetowania na komputerze algorytm rozwiązywania równań różnicowych

Wady opisu dyskretnego : uproszczony opis, równania nie zależą bezpośrednio od kroku dyskretyzacji.

Koncepcja układu sterowania

Regulator stanu Regulator klasyczny

0x08 graphic
0x08 graphic
z z

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
u y u y

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
x

0x08 graphic

sprzężenie proporcjonalne klasyczna struktura wykorzystuje

wykorzystuje pełną tylko wyjście

informację o stanie obiektu

Jakość regulacji można oceniać na podstawie parametrów przebiegu przejściowego, które oceniają jak układ regulacji niweluje zakłócenia.

0x08 graphic
0x08 graphic
e=yz-y e=yz-y

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

t t

Dylemat regulatora PID, pomiędzy odchyłką dynamiczną ed i czasem regulacji tr

0x08 graphic

e = yz -y

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

t

Z regulatorem stanu można dowolnie zmniejszać odchyłkę dynamiczną bez wydłużania czasu regulacji i pojawiania się oscylacji - o ile wszystkie zmienne stanu są dostępne pomiarowo.

Zastosowanie obserwatora do odtwarzania zmiennych stanu

0x08 graphic
z

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
u y

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

obserwator

0x08 graphic
0x01 graphic

Regulator mikroprocesorowy jest niezbędny do rozwiązywania równania obserwatora w czasie rzeczywistym

Na bazie takiej struktury można konstruować regulatory optymalne, minimalnowariancyjne, predykcyjne, adaptacyjne. Dla pewnej klasy obiektów nieliniowych można zastosować linearyzację przez sprzężenie zwrotne.

METODY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI

Logika rozmyta

Wiedzę eksperta można zapisać w bazie reguł

Jeżeli temperatura jest wysoka i przepływ jest mały to otwórz zawór mocno.

Jeżeli temperatura jest niska i przepływ jest mały to otwórz zawór mało.

Jeżeli temperatura jest niska i przepływ jest duży to zamknij zawór.

Co to znaczy, że temperatura jest wysoka ???

Opisuje się to za pomocą zbiorów rozmytych.

W zbiorach ostrych (nierozmytych) przynależność do zbioru X można określić za pomocą funkcji przynależności, która przyjmuje wartości 0 lub 1. 0 - oznacza, że dany element nie należy do zbioru X, 1 - oznacza, że dany element należy do zbioru X.

W zbiorach rozmytych funkcja przynależności może przyjmować dowolne wartości z przedziału [ 0 , 1 ].

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
1 1

0x08 graphic
0x08 graphic
0 0

0 500 T 0 500 T

Funkcja przynależności wartości temperatur Funkcja przynależności temperatur

do zbioru Wysoka Temperatura do zbioru Niska Temperatura

Wysoka Temperatura, Niska Temperatura są zmiennymi lingwistycznymi.

Funkcja przynależności powinna być określona dla wszystkich możliwych temperatur

Sposób działania regulatora rozmytego FLC (Fuzzy Logic Controller)

zmienne wyjście

rzeczywiste rzeczywiste

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

dane

pomia0x08 graphic
rowe

z procesu

0x08 graphic
0x08 graphic

Wnioskowanie polega na wyznaczaniu koniunkcji zdań z bazy wiedzy i aktualnych wartości wejściowych zmiennych lingwistycznych.

Na podstawie wnioskowania dochodzi się do następujących konkluzji:

Zmienna otwórz zawór przyjmuje wartość Dużo ze stopniem przynależności 0,3

Zmienna otwórz zawór przyjmuje wartość Mało ze stopniem przynależności 0,8

Zmienna otwórz zawór przyjmuje wartość Zamknij ze stopniem przynależności 0

Funkcja przynależności zmiennej wyjściowej otwórz zawór

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
1

0x08 graphic
0

0% 100%

Problem wyboru jednego konkretnego stopnia otwarcia zaworu na podstawie wartości rozmytej jest defuzzyfikacją.

Tę operację wykonuje się licząc odpowiednią średnią

COA - Center of Area (Metoda Środka Obszaru)

MOM - Mean of Maximum (Średnia Maksymalnych)

W układach regulacji baza wiedzy zawiera z reguły opis działania regulatora PD, PI

29 METODY PRZESTRZENI STANÓW

Sposoby przejścia między różnymi opisami

Opis obiektu w przestrzeni stanów nie jest jednoznaczny, tj. różne zestawy macierzy A, b, c mogą opisywać obiekt o tych samych własnościach. Powstaje pytanie jak wybrać wektor stanu mając opis obiektu w postaci transmitancji. Istnieje kilka standardowych sposobów przejścia, które pozwalają na uzyskanie tzw. kanonicznych postaci macierzy A, b, c (metoda bezpośrednia, równoległa, iteracyjna). Weźmy obiekt opisany transmitancją :

Rysujemy schemat blokowy wewnętrznej struktury obiektu pamiętając, że mnożenie przez s-1 oznacza całkowanie.

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
rn-1

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
rn-2

...... ....

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
U(s) E(s) Y(s)

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
∫ ∫ ... ∫ r0

xn xn-1 x2 x1

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
-pn-1

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
-pn-2

.... . . . . .

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
-p0

Na poszczególne zmienne stanu xi (t) wybieramy wielkości :

0x01 graphic

Po przejściu do dziedziny czasu otrzymuje się układ równań różniczkowych :

równanie wyjścia :

0x01 graphic

Wykorzystując zapis macierzowy :

W ten sposób otrzymaliśmy jedną z postaci kanonicznych Brunowsky'ego - Luenbergera macierzy A, b, c. Jest to tzw. postać kanoniczna dla sterowania. Stosując inny tok postępowania można otrzymać tzw. postać kanoniczną dla obserwowania.

Przejście odwrotne, tzn. z opisu przestrzeni stanów do transmitancji wykonuje się następująco :

0x01 graphic

Przejście pomiędzy równaniem różniczkowym a transmitancją wykonuje się za pomocą przekształcenia Laplace'a.

Sterowalność i obserwowalność

W przypadku opisu wektorem stanu, może zdarzyć się tak, że przy dostępnym sterowaniu nie jesteśmy w stanie wpływać na niektóre zmienne. Mówimy wtedy, że te zmienne nie są sterowalne. Analogicznie niektóre zmienne stanu mogą w ogóle nie wpływać na wyjście. Mówimy wtedy, że te zmienne nie są obserwowalne. Ogólnie zmienne stanu można podzielić na cztery kategorie.

x - zmienne stanu

0x08 graphic

sterowalne

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
i obserwowalne

0x08 graphic

niesterowalne y(t)

0x08 graphic
i obserwowalne

0x08 graphic

u(t) sterowalne

0x08 graphic
i nieobserwowalne

0x08 graphic

niesterowalne

i nieobserwowalne

Pojęcie sterowalności i obserwowalności prześledźmy na przykładzie obiektu jakim jest myślowy model zegara wskazówkowego. Wielkości wejściowe są wprowadzane do obiektu za pomocą pokręteł umieszczonych z tyłu. Wielkościami wyjściowymi jest położenie wskazówek na cyferblacie. Cały mechanizm zegara przetwarza położenie pokręteł na położenie wskazówek. Zmiennymi stanu są sprężyny znajdujące się wewnątrz zegara. Zmienne stanu reprezentują zmagazynowaną w obiekcie energię. Kółka zębate są członami proporcjonalnymi i stanowią fizyczne połączenie pomiędzy wejściem, zmiennymi stanu i wyjściem. Można je interpretować jako współczynniki macierzy. Zmienne stanu są sterowalne, jeżeli kręcąc pokrętłami mamy wpływ na daną sprężynę. Zmienne stanu są obserwowalne, gdy stan danej sprężyny ma wpływ na położenie wskazówek. Sterowalność i obserwowalność zależy od wewnętrznych połączeń w strukturze obiektu. Dla obiektów liniowych wykryto [Kalman] odpowiedni warunek matematyczny, pozwalający testować wewnętrzną strukturę obiektu.

Twierdzenia o sterowalności i obserwowalności

Układ liniowy stacjonarny o jednym wejściu jest sterowalny wtedy i tylko wtedy, gdy rząd macierzy sterowalności Q jest pełny, gdzie

0x01 graphic
,

czyli rz Q = n.

W praktyce sprawdza się warunek : czy det Q ≠ 0.

Układ liniowy stacjonarny o jednym wyjściu jest obserwowalny wtedy i tylko wtedy, gdy rząd macierzy obserwowalności N jest pełny.

, czyli rz N = n.

W praktyce sprawdza się warunek det N ≠ 0.

Obiekt zapisany w postaci kanonicznej do sterowania jest w pełni sterowalny. Obiekt zapisany w postaci kanonicznej do obserwowania jest w pełni obserwowalny.

Liniowa transformacja wektora stanu.

Obiekt jest opisany przy pomocy następujących równań stanu :

0x01 graphic

Chcemy by obiekt był opisany przy pomocy innego wektora stanu, zdefiniowanego w sposób następujący :

0x01 graphic

gdzie T - macierz transformacji, spełniająca następujące warunki :

dim T = n, co oznacza, że wektory x i v mają ten sam wymiar,

rz T = ndet T ≠ 0 - macierz jest nieosobliwa

W nowych współrzędnych obiekt jest opisany równaniami :

0x01 graphic

Transformacja T wektora stanu działa w sposób następujący na trójkę macierzy A, b, c.

0x01 graphic

Opis za pomocą wektora stanu nie jest jednoznaczny. Dwa obiekty mają taką samą dynamikę wtedy i tylko wtedy, gdy ich równania charakterystyczne maję te same pierwiastki. Liniowa transformacja wektora stanu nie zmienia położenia pierwiastków równania charakterystycznego.

15 SCHEMAT RZECZYWISTEGO UKŁADU REGULACJI

0x01 graphic

Rys.Schemat blokowy układu automatycznej regulacji (UAR):

y - wielkość regulowana, ym. - wielkość mierzona (sygnał informujący

o wielkości regulowanej), yz - wielkość zadana, w - sygnał wiodący,

e - odchyłka regulacji (e = yz - ym.), u -wielkość regulująca,

r - wymuszenie regulujące, z - wielkości zakłócające

Na rysunku podano nazwy elementów i sygnałów układu regulacji. W układzie tym można wyróżnić trzy zespoły:

  1. przejmujący informację (zespół pomiarowy),

  2. przetwarzający informację, czyli tzw. część centralna układu regulacji, do której należą: zadajnik, sumator i regulator,

  3. wykonawczy zawierający siłownik i nastawnik.

Elementy układu regulacji są powiązane liniami łączy , których zadaniem jest przesyłanie sygnałów (informacji) między elementami.

SCHEMAT RZECZYWISTEGO UKŁADU REGULACJI

0x01 graphic

Rys.Schemat blokowy układu automatycznej regulacji (UAR):

y - wielkość regulowana, ym. - wielkość mierzona (sygnał informujący

o wielkości regulowanej), yz - wielkość zadana, w - sygnał wiodący,

e - odchyłka regulacji (e = yz - ym.), u -wielkość regulująca,

r - wymuszenie regulujące, z - wielkości zakłócające

Na rysunku podano nazwy elementów i sygnałów układu regulacji. W układzie tym można wyróżnić trzy zespoły:

  1. przejmujący informację (zespół pomiarowy),

  2. przetwarzający informację, czyli tzw. część centralna układu regulacji, do której należą: zadajnik, sumator i regulator,

  3. wykonawczy zawierający siłownik i nastawnik.

Elementy układu regulacji są powiązane liniami łączy , których zadaniem jest przesyłanie sygnałów (informacji) między elementami.

ZŁOŻONE UKŁADY REGULACJI

Najprostszą postać układu regulacji z jedną zmienną regulowaną przedstawiono na rys.9.1. Efektywność tego układu zależy od właściwości dynamicznych obiektu i od zastosowanego algorytmu pracy regulatora. Ogólnie można powiedzieć, że jeżeli wymagania dotyczące jakości działania układu regulacji można spełnić używając jednego regulatora ( np. PI, PID, krokowego ), to struktura z rys.9.1 jest dobra i nie trzeba jej komplikować.

0x01 graphic

Rys 9.1. Jednoobwodowy układ regulacji.

Jeżeli obiekt regulacji jest obiektem z wyrównaniem, to ważnym parametrem określającym jego podatność na regulację jest stosunek To/Tz (To-zastępczy czas opóźnienia , Tz- zastępcza stała czasowa).

Już w przypadku obiektów będących członami inercyjnymi czwartego rządu To/Tz=0,319 stosowanie nawet najbardziej efektywnie działającego regulatora PID daje nie najlepsze wskaźniki jakości procesu przejściowego. W przypadku obiektów o złej dynamice efekty regulacji można polepszyć dzięki wprowadzeniu złożonych, tzn. wieloobwodowych układów regulacji. Najbardziej rozpowszechnione są układy regulacji kaskadowej i układy kombinowane ( zamknięto-otwarte ). Złożone układy regulacji często bada się za pomocą techniki modelowania analogowego lub cyfrowego.

9.1. Układy regulacji kaskadowej

Istotą regulacji kaskadowej jest podział obiektu regulacji na dwie części G1(s) i G1(s) tak, aby na każdą część obiektu działały odrębne zakłócenia Z*1 i Z*2 (rys.9.2).

0x01 graphic

Rys.9.2. Podział obiektu na części G1 i G2.

Zakłócenia Z*1 działają na część G1, a zakłócenia Z*2 na część G2 obiektu (odpowiadające im, addytywne z wyjściami y i y1 obiektów G2 i G1, zakłócenia ekwiwalentne oznaczono Z1 i Z2 - patrz rys 9.3).

0x01 graphic

Rys.9.3. Kaskadowy układ regulacji

Zastosowanie układu regulacji kaskadowej jest uzasadnione tylko wtedy, gdy jest możliwy pomiar wielkości pomocniczej y1 zależnej od zakłóceń działających na część G1 obiektu. W układzie regulacji kaskadowej obie części obiektu obejmuje się układami regulacji (rys.9.3). W układzie pomocniczym wielkością regulowaną jest sygnał y1, a sygnał wyjściowy z regulatora głównego R1 spełnia rolę wartości zadanej dla regulatora pomocniczego R2. Dzięki zastosowaniu pomocniczego układu regulacji, pojawienie się zakłóceń Z1 powoduje wytworzenie przez regulator R1 sygnału kompensującego u, zanim nastąpi istotna zmiana wartości wielkości regulowanej y. Regulator pomocniczy R2 jest zwykle regulatorem typu P. Charakteryzuje się on szybką reakcją na zakłócenia, a występowanie odchyłki statycznej pomocniczej wielkości regulowanej jest na ogół dopuszczalne. Jeżeli niedopuszczalny jest uchyb statyczny zasadniczej wielkości regulowanej y, to regulator główny R1 powinien być regulatorem typu PI lub PID. Schemat kaskadowego układu regulacji z rys.9.3 można łatwo przekształcić do postaci pokazanej na rys.9.4. Z rysunku 9.4 wynika, że regulator główny R1(s) oddziałuje na obiekt zastępczy o transmitancji:

0x01 graphic
(9.1)

0x01 graphic

Rys.9.4. Przekształcony schemat blokowy kaskadowego układ regulacji

Właściwości dynamiczne obiektu zastępczego (9.1) są lepsze niż właściwości dynamiczne rzeczywistego układu regulacji o transmitancji G(s)= G1(s) G2(s). Jeżeli na przykład podział obiektu został tak dokonany, że część G1(s) jest członem inercyjnym pierwszego rzędu o transmitancji G1(s)=k1/(T1 s+1), a regulator R2 jest typu P o wzmocnieniu równym kp , to wzór (9.1) przyjmie postać:

Ze wzorów (9.4) wynika, że jeżeli wzmocnienie kp regulatora pomocniczego R2 jest dostatecznie duże, to o dynamice obiektu zastępczego decyduje część G2 obiektu rzeczywistego. Rząd inercji obiektu zastępczego jest więc niższy od rzędu inercji obiektu rzeczywistego, a tym samym stosunek To/Tz jest mniejszy. Poprawę właściwości dynamicznych obiektu zastępczego w porównaniu z obiektem rzeczywistym obserwuje się również wtedy, gdy właściwości dynamiczne części G1 obiektu są gorsze niż w rozpatrzonym przykładzie.

Efektem regulacji kaskadowej jest także linearyzacja charakterystyki statycznej obiektu.

W układach kaskadowych ważny jest dobór nastaw regulatorów, który przebiega w dwóch etapach. Najpierw należy dobrać nastawy regulatora pomocniczego R2 (jeżeli jest to regulator typu P, to dobór nastaw sprowadza się do wyznaczenia współczynnika wzmocnienia) jak dla jednoobwodowego układu regulacji. Następnie, zakładając że regulator główny R1 jest dołączony do zmodyfikowanego obiektu o transmitancji danej wzorem (9.1), należy dobrać jego nastawy, stosując którąś ze znanych metod, np. metodę Zieglera-Nicholsa.

9.2. Układy kombinowane ( zamknięto-otwarte )

Warunkiem koniecznym zastosowania układu kombinowanego jest wyodrębnienie mierzalnego sygnału zakłócającego z1 wpływającego w znany sposób na wartość wielkości regulowanej y. W układzie tym na wejściu do regulatora od odchyłki regulacji jest odejmowany przetworzony sygnał wymuszenia zakłócającego (rys.9.5). Przetworzenie sygnału z1 na z`1 następuje w członie sprzęgającym o transmitancji GS(s). Pożądana transmitancja członu sprzęgającego wynika z przyrównania do zera transmitancji zakłóceniowej kombinowanego układu regulacji Y(s)/Z1(s).Transmitancja zakłóceniowa może być łatwo wyznaczona po przekształceniu schematu blokowego z rys.9.5 do postaci przedstawionej na rys.9.6:

0x01 graphic
(9.5)

0x01 graphic

Rys.9.5. Schemat kombinowanego układu regulacji

0x08 graphic
0x01 graphic

Rys.9.6. Przekształcony schemat kombinowanego układ regulacji

Po prostych przekształceniach

0x01 graphic
(9.6)

Z przyrównania do zera równania (9.6) wynika poszukiwana transmitancja idealnego członu sprzęgającego:

0x01 graphic
(9.7)

Transmitancja członu sprzęgającego zależy od właściwości obiektu regulacji i transmitancji wybranego regulatora. Jeżeli 0x01 graphic
0x01 graphic
(przypadek często spotykany w praktyce), to transmitancja członu sprzęgającego zależy jedynie od własności regulatora:

0x01 graphic
(9.8)

Jeżeli np. regulator jest typu PI 0x01 graphic
oraz 0x01 graphic
, to

0x01 graphic
(9.9)

a po prostych przekształceniach:

0x01 graphic
(9.10)

gdzie:

kp - współczynnik wzmocnienia regulatora PI

Ti - czas zdwojenia regulatora PI

W tym przypadku człon sprzęgający jest członem różniczkującym z inercyjnością pierwszego rzędu. Przeszkodami w praktycznym zastosowaniu układów kombinowanych są trudności w realizacji członów sprzęgających ( zwykle o charakterystykach członów różniczkujących) oraz konieczność montowania czujników do pomiaru wielkości zakłócających.

9.3. Przykłady złożonych układów regulacji

Procesem, w którym powszechnie stosuje się złożone układy regulacji jest regulacja temperatury pary świeżej w kotle energetycznym. Wymaganą temperaturę pary uzyskuje się w wyniku przemian, zachodzących w przegrzewaczu. Przegrzewacz jest wymiennikiem ciepła, w którym następuje przekazywanie ciepła od spalin do pary. Pod względem dynamicznym przegrzewacz jest obiektem z wyrównaniem o

wysokim rzędzie inercji -zastępczy czas opóźnienia To=30-80,s, zastępcza stała czasowa Tz=100-200,s . Regulację temperatury pary powszechnie przeprowadza się przez wtrysk do pary wody na wejściu do przegrzewacza . Wymuszeniem regulacyjnym jest natężenie przepływu wody wtryskowej mw .Schemat przegrzewacza z wtryskiem przedstawiono na rys.9.8. Ze względu na wysokie wymagania dotyczące

jakości regulacji temperatury pary świeżej i złe właściwości dynamiczne obiektu regulacji stosowanie jednoobwodowych układów regulacji (rys.9.1) nie daje zadowalających wyników.

0x01 graphic

Rys.9.7. Schemat obiektu - przegrzewacza pary

.

Ważniejszymi zakłóceniami działającymi na temperaturę ϑ2 są: Z1-zmiany temperatury pary Δϑo na wejściu do przegrzewacza, oraz zmiany strumienia pary Δmp przepływającej przez przegrzewacz; Z2 - zmiany strumienia ciepła doprowadzanego do podgrzewacza ( wynikające ze zmian wartości opałowej paliwa, współczynnika nadmiaru powietrza itd. ).

Zakłócenia Z1- działają na temperaturę pary jeszcze przed wejściem do wymiennika ciepła podgrzewacza. Pomiar temperatury pary pomiędzy wtryskiem i wymiennikiem ciepła jest łatwy technicznie, możliwy jest więc podział obiektu na części G1 i G2. Również zakłócenia Z1 są mierzalne. Spełnione są więc warunki zastosowania złożonych układów regulacji temperatury pary świeżej.

9.4. Kaskadowy układ regulacji temperatury pary

Z obiektu został wyprowadzony sygnał pomocniczej wielkości regulowanej - temperatury pary bezpośrednio za wtryskiem - ϑ1 .Miejsce pomiaru temperatury ϑ1 dzieli obiekt regulacji na dwa człony o transmitancjach - G1 i G2 rys.9.8. Układ regulacji składa się z dwóch obwodów: głównego i pomocniczego.

0x01 graphic

Rys. 9.8. Schemat automatyzacji dla kaskadowego układu regulacji temperatury pary

Obwód główny składa się z przegrzewacza , czujnika temperatury C, regulatora głównego R1 , regulatora pomocniczego R2 i zaworu sterującego dopływem wody do schładzacza wtryskowego. Obwód pomocniczy stanowią: schładzacz wtryskowy , czujnik temperatury C1, regulator pomocniczy R2 i zawór . Działanie zakłóceń Z1 jest w znacznej mierze kompensowane już w pomocniczym układzie regulacji. Zakłócenia Z2 nie powodują zmian sygnału pomocniczego ϑ1 , nie są więc kompensowane przez obwód pomocniczy, a ich pojawienie się jest powodem zadziałania jedynie regulatora głównego R1.

Regulację temperatury pary świeżej przeprowadza się nieraz w tzw. układach z pomocniczą wielkością mierzoną (rys.9.9).

0x01 graphic

Rys.9.9. Schemat automatyzacji dla układu regulacji temperatury pary z pomocniczą wielkością mierzoną

Pomocniczą wielkością mierzoną (regulowaną) jest tu temperatura pary za wtryskiem ϑ1. Sygnał jest wprowadzany do regulatora przez człon sprzęgający o transmitancji GS(s). Schemat blokowy układu regulacji pokazano na rys.9.10a. Po prostych przekształceniach układ regulacji z pomocniczą wielkością regulowaną można sprowadzić do zwykłego układu kaskadowego (rys.9.10b).

0x01 graphic

Rys.9.10. Schemat strukturalny układu regulacji z pomocniczą

wielkością regulowaną: a)-pierwotny b)- przekształcony

9.5. Kombinowany układ regulacji temperatury pary

Na rysunku 9.11 przedstawiono przykładowy schemat kombinowanego układu regulacji temperatury pary świeżej. Mierzonymi zakłóceniami są zmiany natężenia przepływu pary mp . Od sygnału wielkości regulowanej - temperatury pary ϑ2 jest odejmowany sygnał m'p będący odpowiednio przetworzonym sygnałem mp. Przetworzenie sygnału mp na m'p następuje w członie sprzęgającym o transmitancji GS(s). Rzeczywiste układy regulacji temperatury pary projektuje się jako układy kaskadowe z doprowadzonymi do regulatorów odpowiednio przetworzonymi sygnałami pochodzącymi od zakłóceń (np. zmian natężenia przepływu pary, zmian mocy bloku itp.).

0x01 graphic

Rys.9.11. Schemat automatyzacji kombinowanego układu regulacji temperatury pary

obiekt

g

PID

obiekt

g

obiekt

0x01 graphic

Fuzzyfikacja

Wnioskowanie

Defuzzyfikacja

Baza wiedzy

Zmienne lingwistyczne

Np. Dużo, Mało

Wyjście w formie zmiennych lingwistycznych

Dużo

Mało

Zamknij



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
pstan02, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, Spraw
wyklad14, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, Spra
PKM, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAWOZDA
Dźwiękowe uderzenie, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od
tabela, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAWO
Model potęgowy, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka
NIEMIEC 2, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPR
GOTOWER, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAW
TISP 10, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAW
Symbole, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAW
Woda po Polsku, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka
NIEMIEC, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAW
LKIPSKI, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAW
Moment bezwładności, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od
lipski 2, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRA
Układ Fe-C, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SP
TISP 5, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAWO
L-KLEJ~1, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRA
PROJEKT Z SILNIKÓW I, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od

więcej podobnych podstron