- •А.А. Руппель
- •Оглавление
- •Введение
- •Общие методические указания по курсовому и дипломному проектированию по автоматизации технологических процессов и производств
- •Технологический заздел
- •Обоснование необходимости автоматизации и требования к системам автоматизации
- •Описание технологического процесса сушки шликера
- •Требования к системе автоматизации процесса сушки шликера
- •Раздел автоматизации
- •3.1. Идентификация технологического объекта управления
- •Объекта тоу
- •Виды моделей объектов
- •Всостав библиотеки System id Blocks блоков Simulink входят блоки, позволяющие производить оценивание ряда типовых моделей (рис. 3.5):
- •Экспериментальные методы исследования моделей тоу обычно базируются на трех допущениях:
- •На каждом этапе идентификации имеется возможность графического отображения результатов моделирования и извлечения необходимой информации об объекте или данных.
- •(См. Рис. 3.21.Б).
- •Анализ модели тоу
- •Основные выводы по идентификации распылительной сушилки
3.1. Идентификация технологического объекта управления
3.1.1. Основные понятия и определения
Трудоемкость автоматизации технологических процессов во многом определяется степенью имеющейся информации о технологических объектах управления (ТОУ), их статических и динамических характеристиках. Обычно под объектом управления понимается часть окружающего нас мира, поведение которой нас интересует, и на которую мы можем целенаправленно воздействовать, то есть управлять ею.
Для облегчения работы с разнообразными объектами управления их разбивают на группы:
● статические объекты;
● динамические объекты;
● линейные объекты;
● нелинейные объекты;
● непрерывные объекты;
● дискретные объекты;
● стационарные объекты;
● нестационарные объекты;
● объекты с сосредоточенными параметрами;
● объекты с распределенными параметрами и т.д.
Определение характеристик ТОУ происходит по-разному: здесь рассматриваются методы, связанные с проведением специального экспериментального исследования ТОУ, в результате которого получается массив экспериментальных данных [ ui, yi ], где ui – входные переменные, yi – выходные переменные ТОУ, i – номер опыта (всего может быть N опытов). Наиболее полная информация о ТОУ содержится в их математических моделях.
Под моделью обычно понимается выраженная в той или иной форме информация о наиболее существенных характеристиках ТОУ. По способу представления данной информации выделяют следующие типы моделей:
● словесные, или вербальные модели;
● физические модели (уменьшенные копии реальных объектов, иногда другой физической природы, позволяющие имитировать процессы в исследуемом объекте);
● математические модели (информация об исследуемом объекте или системе представляется в виде математических терминов).
В свою очередь математические модели делятся на:
● графические;
● табличные;
● алгоритмические;
● аналитические.
В частности, аналитические модели представляют собой отражение взаимосвязей между переменными объекта в виде математической форму-
лы или группы таких формул.
Моделирование основано на двух основополагающих признаках:
● на принципе практической ограниченности фундаментальных законов природы;
● на принципе подобия, означающем, что явления различной физической природы могут описываться одинаковыми математическими зависимостями.
Процедуру построения модели принято называть идентификацией, при этом данный термин относится к построению аналитических математических моделей динамических объектов.
Динамический объект ─ это объект, выход которого зависит не только от текущего значения входных сигналов, но и от их значений в предыдущие моменты времени. Идентифицируемый объект принято представлять в виде, показанном на рис. 1.1, где t ─ время; u(t) ─ контролируемый (иногда управляемый) входной сигнал; y’(t) ─ теоретический выход объекта; y(t) ─ наблюдаемый выход объекта; e(t) ─ случайная аддитивная помеха, отражающая действие неучитываемых факторов (шум наблюдения).
e(t)
ТОУ
y’(t)
y(t)
u(t)
Рис. 3.2 Общее представление идентифицируемого