УПРАВЛІННЯ ОБ'ЄКТАМИ Із|із| ЗАПІЗНЮВАННЯМ
Мета|ціль| роботи: дослідження систем управління з|із| компенсацією транспортного запізнювання за способом Сміта.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
У багатьох технологічних процесах хімічної промисловості, металургії, нафтохімії та ін. часто зустрічається вид|вигляд| запізнювання, що називається транспортним. Таке запізнювання утворюється тоді, коли в технологічному процесі речовина, енергія і тому подібне|тощо,абощо| переміщаються з|із| певною швидкістю з|із| однієї точки|крапки| в іншу без якої-небудь зміни його властивостей і|та| характеристик.
Наявність чистого запізнювання в технологічних об'єктах призводить до того, що сигнал на виході об'єкту впродовж деякого часу після зміни вхідної дії залишається незмінним.
Запізнювання дуже сильно впливає не лише|не| на стійкість системи, але і на час регулювання, тобто тривалість перехідного процесу системи після початку відхилення регульованого процесу. Запізнювання подовжують перехідні процеси автоматичних систем. Нерідко|незрідка| в замкнутих системах запізнювання можуть створювати автоколивання або призводити до нестійкості [5].
У зв'язку з цим завжди бажано прагнути до зниження запізнювання, а для цього необхідно|треба| міняти|замінювати,змінювати| технологію процесу, що не завжди реалізовується. Тому доводиться удосконалювати|вдосконалювати| алгоритми функціонування автоматичних регуляторів, застосовувати регулятори із|із| складнішим законом регулювання, ускладнювати схему регулювання і/або збільшувати кількість встановлюваних регуляторів.
Нині|в| відомі декілька методів синтезу оптимальних по швидкодії систем управління об'єктами із|із| запізнюванням заснованих на безпосередній компенсації впливу запізнювання на стійкість усієї системи.
Більшості процедур синтезу регуляторів для об'єктів із|із| запізнюванням властиво використання прогнозуючого блоку для компенсації впливу запізнювання в контурі управління. Застосування|вживання| такого блоку дозволяє «виносити» запізнювання із|із| замкнутого контура і|та| застосовувати для синтезу ті ж методи, що і у разі|в| об'єкту без запізнювання. Найвідомішими з|із| них є регулятор Ресвіка і|та| попереджувач| Сміта.
В цьому випадку застосовують схему з|із| додатковим зворотним зв'язком, що містить|утримує| пристрій упередження або лінійний упереджувач| Сміта (предіктор) [5]. Цей спосіб нейтралізації впливу запізнювання в об'єкті на динаміку процесу полягає в тому, що час запізнювання як би виключається при розрахунку налаштувань основного регулятора |та|і вводитьс|запроваджує|я лише після розрахунку усієї іншо|останньої|ї частин|частки|и системи управління [5]. Це може бути досягнуто при охопленн|обхваті|і ланцюг|цепу|а регулятора |із|з передатно|передавальною|ю функцією Wp(p) додатковим зворотним зв'язком, що має передатн|передавальну|у функцію
.
Передатна|передавальна| функція ланцюга|цепу| регулятора обирається так, щоб забезпечити найкращу|щонайкращу,якнайкращу| якість регулювання об'єктом, що містить|утримує| тільки|лише| одну ланку Wо(p).
Додатковий зворотний зв'язок формує сигнал, ідентичний такому сигналу, який з часом|згодом| з'явиться|появлятиметься| на виході системи, і|та| подає його на вхід регулятора до тих пір, поки не з'явиться|появлятиметься| сигнал з|із| головного|чільного| ланцюга|цепу| зворотного зв'язку. Як тільки|як| він з'явиться|появлятиметься|, сигнал з|із| предиктора| стане дорівнювати нулю.
За наявності предиктора| передатн|передавальна|а функція регулятора |із|з попереджувачем| стає рівною
Передатна|передавальна| функція системи регулювання з|із| предиктором| буде визначаться |із|з рівняння
Якщо передатна|передавальна| функція регулятора вибрана таким чином, що забезпечуються мінімальні значення статичною і|та| динамічною помилок в системі, що містить|утримує| об'єкт без запізнювання, то за наявності запізнювання якість перехідного процесу не зміниться, а станеться|відбудеться| лише зміщення|зсув| вихідної величини y за часом на значення, рівне .
Якщо блок Wо(p) в ланцюзі|цепі| додаткового зворотного зв'язку не точно відтворює функцію Wо(p) реального об'єкту, то в системі з'являється|появляється| перехідний процес, оскільки|тому| сигнал зворотного зв'язку, що коригує, в цьому випадку не відповідає дійсному|справжньому| сигналу [6]. Структурна схема замкнутої системи з|із| предиктором| Сміта приведена на рисунку 2.1.
Рисунок 2.1 - Структурна схема системи з|із| предиктором| Сміта