Способы идентификации параметров динамических моделей апериодических объектов

С.В.ФЕДОРОВ

Научный руководитель – А.И. ШУБЛАДЗЕ, проф., д.т.н.

ИПУ РАН, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
СПОСОБЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ АПЕРИОДИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Целью данной работы было решение задачи идентификации для апериодических объектов управления, поведение которых аппроксимируется моделью, представляющей собой n последовательно соединенных инерционных звеньев с постоянной времени T₁ и одно инерционное звено с постоянной времени T₂, которая существенно больше T₁.

Институтом проблем управления РАН и НИЯУ МИФИ разработаны способы идентификации параметров динамической модели апериодических объектов, поведение которых с достаточно высокой точностью определяется последовательно соединенными одинаковыми инерционными звеньями с постоянной времени T₁ и одним инерционным звеном с постоянной времени T₂, которая существенно больше T₁. Подобная аппроксимация достаточно хорошо описывает поведение многих технологических процессов в атомной энергетике, теплоэнергетике, химии и нефтехимии, перерабатывающей промышленности и т.д..

Решение задач идентификации параметров динамических объектов в общем случае, когда оценивались все параметры дифференциального уравнения, описывающего поведение объекта, рассматривались, например, в работах [1-3]. Но, как правило, заранее практически неизвестен не только порядок дифференциального уравнения объекта, но и его частотные характеристики, от которых зависит способ формирования идентифицирующих сигналов, позволяющих решать задачи оценивания параметров. В работе [4] был рассмотрен упрощенный метод решения задачи идентификации, в котором предлагалось решение задачи оценивания уже не всех параметров дифференциального уравнения, а лишь параметров динамической модели, характеризующей поведение объекта. Используемый в этой работе способ идентификации не имеет требуемой точности оценивания, поэтому его применение в конкретных практических задачах вызывает определенные трудности. В настоящей работе было рассмотрено решение задачи идентификации параметров динамической модели апериодических объектов, отличающееся высокой точностью приближения динамических характеристик модели к характеристикам объекта.

Решение задачи идентификации происходит, как было отмечено, для объектов, поведение которых аппроксимируется динамической моделью вида

, (1)

Оценка параметров модели , , и осуществляется из нулевых начальных условий идентифицируемого апериодического объекта подачей на его вход ступенчатого, импульсного – ступенчатого или импульсного управляющего воздействия. Для каждого из управляющих воздействий разработан свой способ идентификации. А также для импульсного управляющего воздействия разработан способ идентификации, поддерживающий помехозащищенность.

Передаточной функцией (1) с высокой точностью может аппроксимироваться поведение большинства промышленных динамических объектов, поэтому идентификация параметров , , и может иметь большое практическое значение при построении современных систем управления.

Программный комплекс реализован с помощью Matlab, Simulink.

Список литературы
1. Лайон П. Быстрая идентификация линейных и нелинейных систем. Ракетная техника в космонавтике. т. 6, № 10, 1957.

2. Шубладзе А.М. Методы идентификации параметров линейных динамических объектов в шумах. Известия АН СССР. Техническая кибернетика, № 4, 1977.

3. Шубладзе А.М. Идентификация линейных динамических объектов. Автоматика и телемеханика, № 8, 1976.

4. Шубладзе А.М., Кузнецов С.И. автоматически настраивающиеся промышленные ПИ и ПИД регуляторы. «Автоматизация в промышленности». 2007 г., № 2. С. 15-17.