Аннотації

ЗВ'ЯЗОК ПОХИБОК ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ З ДИНАМІКОЮ РЕГУЛЮВАННЯ ТЕПЛОВОГО ОБ’ЄКТА

Автор(и):
Иносов С.В., Бондарчук О.В.
Автор(и) (англ)
Inosov Sergei, Bondarchuk Olga
Дата публікації:

10.09.2018

Анотація (укр):

Диференціюючий канал пропороційно-інтегрально-диференціюючого (ПІД) регулятора різко підсилює високочастотні шуми (в т.ч., похибки вимірювання величини, що регулюється) і робить цей фактор значущим при розрахунках динаміки регулювання теплових об’єктів (незважаючи на малу похибку вимірювання температури). В диференціюючому каналі ПІД регулятора зажди передбачається фільтрація високочастотних шумів (так зване "реальне диференціювання"), що треба враховувати при динамічних розрахунках (але зазвичай не робиться). Область використння ПІД регулятора, що рекомендується, обмежується випадками, коли вимагається максимально висока швидкодія від системи автоматичного регулювання і, водночас, об’єкт регулювання має дуже малий рівень зашумленості (включаючи шуми вимірювання) – не більше 0.1 градуса (при робочому диапазоні порядка 100 градусів). У всіх інших випадках треба відключати диференціюючий канал (використовувати ПІ алгоритм регулювання).

Анотація (рус):

Дифференцирующий канал общепринятого пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора резко усиливает высокочастотные шумы (в т.ч. погрешности измерения регулируемой величины) и делает этот фактор значимым при расчетах динамики регулирования тепловых объектов (несмотря на малость погрешности измерения температуры). В дифференцирующем канале ПИД регулятора всегда предусматривается фильтрация высокочастотных шумов (так называемое "реальное дифференцирование"), что нужно учитывать при динамических расчетах (но обычно не делается). Рекомендуемая область применения ПИД регулятора ограничивается случаями, когда требуется предельно высокое быстродействие от системы автоматического регулирования и, одновременно, объект регулирования имеет очень малый уровень зашумленности (включая шумы измерения) – не больше 0.1 градуса (при рабочем диапазоне порядка 100 градусов). Во всех остальных случаях следует отключать дифференцирующий канал (использовать ПИ алгоритм регулирования).

Анотація (англ):

Differentiating channel of a conventional proportional-integrating-differentiating (PID) controller significantly increases high frequency noise, (including controlled variable measurement errors) making this a significant factor when calculating regulation dynamics of thermal plants (despite insignificance of temperature measurement error). The differentiating channel of PID controller always provides filtering of high-frequency noise (so-called "real differentiation"), which is to be taken into consideration, when calculating regulation dynamics of automatic control (but usually is not). Recommended application field for PID-controller is limited to cases, where maximal speed of reaction is required from the automatic control system and, simultaneously, the plant has a very low noise level (including measurement noise) - not more than 0.1 degree (at an operating range of about 100 degrees). In all other cases, the differentiating channel should be disabled (PID control algorithm converts into PI control algorithm). The advantage of PID controller is shorter regulation time (1.5 – 2 times). The disadvantage is significant noisiness and excessively intensive manipulation of the control action. This reduces the life-time of the actuator.

Література:

  1. Попович М.Г., Ковальчук О.В. Теорія автоматичного керування: Підручник. – К. : Либідь, 2007. – 656 с..
  2. Ладанюк А.П., Архангельська К.С. Теорія автоматичного керування (частина І): Конспект лекцій. – К.: НУХТ, 2007. – 102 с.
  3. Абраменко І.Г., Абраменко Д.І. Теорія автоматичного керуванн: Конспект лекцій. – Х.: ХНАМГ, 2008. – 178 с.
  4. Иносов С.В., Корниенко В.М. Оптимизация алгоритма автоматического регулирования тепловыми процессами. Управління розвитком складних систем. – № 13. – 2013. – С. 104 – 108.
  5. Иносов С.В., Корниенко В.М., Гречуха В.В. Алгоритм автонастройки пропорционально-интегрального регулятора с использованием бигармонического пробного возмущения. Управління розвитком складних систем. – 2014. – № 19. – С. 104-108.
  6. Плескунов М. А. Операционное исчисление: учебное пособие. – Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2014. – 141 c.
  7. Изерман Р., Цифровые системы управления. –М.: МИР, 1984. – 541 с.
  8. Поляков К.Ю. Основы теории цифровых систем управления: учебное пособие. – С.Петербург: Издательский центр СПбГМТУ, 2006. – 162 с.
  9. Зімчук І.В., Іщенко В.І., Канкін І.О. Синтез алгоритмів цифрового управління для автоматичних слідкувальних систем // Системні дослідження та інформаційні технології. – № 1. – 2015.
  10. Иносов С.В. Калькулятор алгебры решетчатых функцій. Труды 15-й международной конференции по автоматическому управлению «АВТОМАТИКА-2008». Одесская национальная морская академия. 2008 , –232 с.
  11. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. – М.: МИР, 198., – 480 с.

 

References:

  1. Popovich, M.G., Kovalchuk, V.A. (2007). Theory of automatic control: Textbook. K.: Lybid, 656.
  2. Ladaniuc, A.P., Arkhangelskaya, K.S. (2007). Theory of automatic control (part 1): Abstract of lectures. Kiev:
    KNUCA, 102.
  3. Abramenko, G.I., Abramenko, D.I. (2008). Theory of automatic control: the Abstract of lectures. Kharkov: HNAMG, 178.
  4. Inosov, S.V., Kornienko, V.M. (2013). Optimization of the algorithm for automatic control of thermal processes. Management of development of complex systems, 13, 104 – 108.
  5. Inosov, S.V., Kornienko, V.M., Grechucha, V.V. (2014). An adaptation algorithm for proportional-integral action controller with  biharmonic trial disturbance. Management of development of complex systems, 19, 104 – 108
  6. Pleskunov, M.A. (2014). Operational calculus: a tutorial. Ekaterinburg. Publishing house of the Ural University, 141.
  7. Isermann, R. (1984). Digital control systems. Moscow, MIR, 541.
  8. Polyakov, K. (2006). Basic theory of digital control systems. Textbook.. St. Petersburg. Publishing center
    SPBGMTU    , 162.
  9. Zimchuk, І.V., Ishchenko, V.І., Каnkin, І.О. (2015). Synthesis of algorithms of digital control for automatic tracking systems. System research and information technologies, 1, 32 – 38.
  10. Inosov, S.V. (2008). Calculator for algebra of sampled functions. Proceedings of the 15th international conference on automatic control "AUTOMATION-2008". Odessa national Maritime Academy, 232.
  11. Astrom, К. & Wittenmark, B. (1987). Computer controlled systems. Мoscow, MIR, 480.