Системы автоматизированного синтеза (сиас)

Цель и содержание автоматизированного проектирования АСУ ТП следующие:

1. Составление математической модели объекта управления и внешней среды по имеющейся априорной информации и результатам идентификации действующих объектов или их физических моделей.

2. Структурный синтез, включающий составление предварительной структурной схемы АСУ на основании анализа особенностей технологического процесса, определение необходимых информационных потоков, оценку возможности получения измерительной информации, нахождение точек приложения управляющих воздействий, учет возможностей декомпозиции системы и распределение функций управления по соответствующим уровням (распределенные системы).

3. Составление математической и имитационной модели всей системы управления.

4. Синтез законов регулирования, управления, координации и алгоритмов их реализации.

5. Определение режимов интерактивного взаимодействия в реальном масштабе времени с ЭВМ, входящими в состав СУ.

6. Анализ полученных результатов при помощи средств имитационного и полунатурного моделирования.

7. Формулировка требований и рекомендаций по выбору ЭВМ и других технических средств, входящих в состав СУ.

8. Уточнение и внесение корректив в ТЗ.

9. Составление документации.

Системы автоматизированного проектирования, выполняющие первые из шести перечисленных выше пунктов, называются системами автоматизированного синтеза (СИАС).

В общем случае системы регулирования представляют собой сложные нелинейные, нестационарные системы с распределенными параметрами.

На практике расчета и проектирования САР и САУ широко применяют линейную теорию, что объясняется рядом причин:

1. Методы решения нелинейных задач в случае достаточно сложных систем обычно требуют для своей реализации весьма сложных алгоритмов, а класс систем, для которых применимы эти алгоритмы, как правило, либо узок, либо не поддается точному определению.

2. Многие процессы и объекты достаточно широко описываются линейными моделями.

3. Линейное управление сравнительно легко реализуется и часто дает требуемые результаты.

4. При малых отклонениях относительно опорного режима или траектории возможна линеаризация.

5. Методы гармонической и статической линеаризации, позволяя в некоторой степени учесть эффект нелинейностей, приводят по существу к линейным задачам.

6. Линейным регуляторам можно придать достаточные запасы устойчивости и обеспечить их «грубость» по отношениям к нелинейностям.

7. Для решения всех типовых задач управления оказывается возможным применять единообразный математический аппарат.

Кроме того, линейные методы в сложных случаях можно рассматривать как предварительный первый шаг в итерационном процессе проектирования, так как на следующем шаге возможно применение еще такого мощного средства, как имитационное моделирование с учетом нелинейностей.

Линейная теория автоматического управления (ТАУ) в сочетании с вычислительной техникой позволяют представить весь процесс анализа и синтеза сложных САУ не как процесс статистических испытаний, а как итеративный процесс, направляемый проектировщиком.

Процесс автоматизированного синтеза САУ, основанный на использовании линейной ТАУ, заключается в следующем:

1. Составляется математическое описание объекта управления (технологического процесса) с учетом нелинейностей, адекватное поведению реального объекта.

2. Осуществляется предварительный выбор (синтез) структуры САУ.

3. Составляется математическое описание всей САУ с учетом нелинейностей.

4. Выполняется линеаризация полученных управлений относительно выбранных опорных режимов.

5. Осуществляются синтез законов регулирования и управления и предварительный анализ полученных результатов одним из линейных методов ТАУ.

6. Проводятся анализ и уточнение результатов методом моделирования на ЭВМ или имитационного моделирования полной модели синтезированной САУ.

Дата добавления: 2014-01-14