Как видно из рис. 6.21, скорость изменения ki а у.меныпается с ростом расхода. Соответственно, усиление регулятора должно быть увеличено прибсль-тих расходах. Поми.мо этого, дополнительную нелинейность со.здает насыщение кислородом. Поскольку и расход воздуха, и концентрацию растворенного кислорода .можно из.мерить, усиление процесса при различных технологических условиях .можно смоделировать и запо.мнить в виде таблицы. В результате для каждого режима работы .можно быстро определить пеобходи.мое усиление.

Если значения коэффициента усиления процесса для разных рабочих режими;, ранее известны, пара.метры pei-улятора .можно рассчитать предварительно и coxpai;;: в виде таблицы. Этот метод носит называние табличное управление коэффициентом усиления {gain scheduling). Он часто используется во многих приложениях, иапри.м при управлении паровы.ми кот.на.ми (пара.метры управления из.меняются при ра,з.;;:; ных уровнях .мощности) или са.молета.ми (поведение са.молета зависит от высоты),

6.7.4. Неизвестные изменения параметров - самонастраивающееся управление

Динамика многих процессов такова, что их пара.метры неизвестны, хотя и пос: ЯННЫ во премени. В других случаях параметры из.меняются во вре.мени очень у ленно. Трубопроводные систе.мы постепенно засоряются, и это влияет на расхс теплоотдачу. При управлении воздушно-топливной смесью в двигателе внутрен! сгорания чувствительность датчика .меняется со временем непредсказуемым of зо.м. В биологических фер.ментаторах или установках очистки сточных вод .могут явиться новые органи;з.мы, из.мепяюнше характер потребления кислорода.

Простые систе.мы с дина.микой низкого порядка легко управляются, если их п; метры известны и постоянны. В больншнстве подобных случаев достаточно испс зовать ПИД-регуляторы. Однако если пара.метры систе.мы .медленно изменяюто вре.мени, качество управления при фиксированной настройке регулятора будет степенно снижаться. Одно из решений .этой проблемы - автоматическая настро;;. пара.метров ПИД-регулятора с по.мощью так называемого автонастройщика {auto-tuner). Первоначальная настройка осуществляется операторо.м. Зате.м аптонас-тройщик вносит небольпше воз.мущения в процесс для определения его динамики Далее регулятор вычисляет пара.метры ПИД-управления по реакции системы, которые запоминаются и используются до тех пор, цока оператор не инициирует процесс новой настройки.

Следуюншй логический niar - :это непрерывное обновление пара.метров регулятора. Процедура непрерывной автоматической настройки пара.метров регулятор?-назвается адаптивным управлением {adaptive control). Адаптивные регулягг включают в себя две различные подсистемы, одну д.ля оценки {estimation) и втор для управления (control), как показано на рис. 6.22. Оценивающая часть регуляп непрерывно измеряет входной и выходной сигналы процесса. По этим данным ал\ рит.м настройки вычисляет и обновляет параметры регулятора. В суинюсти, адаптне пый регулятор состоит из двух контуров управ.яения - быстрого контура для ниЮ средствеииого управления и более медленного, осуществляющего настройку пар: метров.

расчет

параметров

регулятора

параметры регулятора

опорпш сигнал

регулятор

оценка

параметров

процесса

управляющий сигнал и

тешшескии процесс

выходная величина у

Рис. 6.22. Основные элементы адаптивного регулятора

Существует несколько вариантов .этой общей схе.мы, напри.мер выход процедуры оценки может непосредственно поступать на вход регулятора, минуя процедуру пересчета его параметров. Даже если основные алгоритмы достаточно просты с точки зрения програм.мирования, адаптивное управление должно быть ограничено целы.м !!абором правил безопасности, позволяющих предотвратить его неправильное при-.уенение. Распространено совернюнио необоснованное убеждение, что адаптивное уцравление является панацеей при решения сложных задач. Однако если адаптивное управление при.менять с осторожностью и пониманием, оно открывает пшрокие воз.можности. Управляющей частью адаптивного регулятора может быть обобщенный .декретный регулятор, рассмотренный в следующем разделе Несколько типов адаптивных регуляторов выпускаются серийно.

Описанные .методы носят название самонастраивающееся управление {self-tuning control).

6.7.5. Системы с несколькими входами и выходами

Некоторые Системы имеют много входов и выходов, при этом число их сочетаний, т.е. вариантов взаимного влияния, может быть очень велико. Очевидно, что задачу управления нельзя решить, используя простой регуляторе одним входом и выходом 1ЛЯ каждой пары вход-выход процесса. Вместо .этого каждый сигнал управления должен зависеть от результатов измерений нескольких величин. Pei-улятор для такой системы можно создать, напри.мер, на основе обратной связи но переменны.м со--тояниям (раздел 6.10).

6.8. Обобщенный линейный дискретный регулятор

Обобщенный линейный дискретный регулятор {general linear discrete controller) - lo алгорит.м, позволяющий в зависимости от набора пара.метров получать те или Hbie структуры цифрового управления. .Этот раздел посвян1ен игзучению его -"ойств.

Очень часто технический процесс, и.меюший один вход и один выход, наиболее <обно представлять в виде явной зависимости .между входной переменной и и вы-