автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Методы управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности

I l

На правах рукописи

УХАРОВ ПАВЕЛ ЕВГЕНЬЕВИЧ

МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБОГРЕВОМ ТЕПЛИЦ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

Специальность 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (сельское хозяйство)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре электрооборудования и автоматики Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Солдатов Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Федоров Павел Валентинович;

доктор технических наук, профессор Викторов Алексей Иванович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ)

Защита состоится » ¿У)-* 2006 г. в 10 часов на заседании

диссертационного совета Д 220.056^)3 в Российском государственном аграрном заочном университете (РГАЗУ) по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха, Леоновское Шоссе, д. 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ).

Автореферат разослан «ДР » (яЛ^с ^А^ 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. т. н., профессор

А.В. Шавров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Овощеводство защищенного грунта является весьма важной отраслью сельскохозяйственного производства. Для достижения равномерного потребления населением овощей в течение года около 25 % всего их количества должно выращиваться в теплицах, парниках, утепленном грунте и т. п.

Теплицы, особенно зимние, представляют собой весьма сложные, дорогостоящие и энергоемкие технические объекты.

На производство 1 кг тепличных овощей в средней полосе расходуется до 200 МДж тепловой и 2,3 кВт-ч электрической энергии. Для обогрева 1 га площади зимних теплиц требуется за сезон более 2 тыс. т условного топлива, т. е. на порядок больше, чем для обогрева такой же площади жилых помещений.

Механизация и автоматизация технологических процессов в теплицах резко сокращают затраты труда и себестоимость продукции, повышают энерговооруженность труда и на 10... 15 % урожайность овощей.

Среди технологических процессов в теплицах следует особо отметить процессы управления температурой их внутренней воздушной среды, характеризующиеся значительной энергоемкостью. Так, например, в Центральном районе РФ при превышении температуры внутренней воздушной среды теплиц сверх необходимой всего на 1° С, за год в расчете на 1 га площади теплиц, расходуется дополнительно 100 тонн условного топлива.

При этом теплицы, как объекты управления температурным режимом, относятся к наиболее сложным объектам автоматизации. Определение их характеристик сопряжено с известными трудностями, обусловленньми особенностями данных объектов и условиями их функционирования.

Ввиду нестационарности и неполной контролируемости возмущающих воздействий их статистические характеристики обычно неизвестны.

Наличие зеленой массы растений в значительной степени определяет нестационарность теплицы как объекта управления температурным режимом. За время от высадки рассады до начала сбора урожая из-за увеличения зеленой массы в объеме теплиц постоянная времени объекта увеличивается в 1,1...1,3 раза, коэффициент теплопередачи уменьшается в 1,5 раза, а время запаздывания, зависящее от скорости распространения воздушных потоков, увеличивается на 300...400 с.

Поэтому управление обогревом теплиц приходиться осуществлять в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий и динамических характеристик каналов управления температурой внутренней воздушной среды.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы заключается в разработке методов и программно-технических средств для практической реализации систем управления температурой воздуха в теплицах, эффективных в условиях информационной неопределенности относительно динамических характеристик каналов управления указанной темщэ^ту^р^, ческих ха-

БИБЛИО

рактеристик, влияющих на нее возмущений.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Построить математические модели процессов теплообмена в теплицах с учетом пространственной распределенности их параметров.

2. Разработать метод робастного управления температурой воздуха в теп- ч лицах, эффективный в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и применимый к системам с типовыми и многопараметрическими регуляторами.

3. Обеспечить правильный выбор значения показателя колебательности замкнутой системы при одновременном действии на нее низкочастотных и высокочастотных возмущений с неизвестными статистическими характеристиками.

4. Проанализировать с помощью методов имитационного моделирования сравнительную эффективность применения ПИД и многопараметрического регуляторов для робастного управления обогревом теплиц.

5. Разработать метод нахождения оптимального расположения датчиков температуры воздуха в теплицах, обеспечивающий заданное качество управления температурным режимом по всему объему теплиц.

6. Проанализировать методы адаптивной настройки, применимые для систем управления температурой воздуха в теплицах в условиях информационной неопределенности и выбрать среди них наиболее эффективный.

7. Разработать с использованием БСАОА-пакета прикладных программ методы синтеза программируемых систем отображения информации, предназначенных для сбора, визуализации, регистрации данных и управления обогревом теплиц.

8. Разработать микропроцессорную систему управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности.

Методическая база и методы исследования. Решение поставленных задач проведено на основе применения теорий автоматического управления, вероятностей и математической статистики, линейной алгебры, оптимизации, интегральных преобразований, дифференциальных уравнений, а также методов системного и функционального анализов.

Достоверность теоретических положений подтвердилась проверкой полученных результатов на компьютерных имитационных моделях, а также испытаниями и эксплуатацией разработанных технических средств управления на действующем оборудовании теплиц ЗАО «Агрофирма «Подмосковное» Московской области. I

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Разработаны математические модели теплообменных процессов в теплицах в виде дифференциальных уравнений и передаточных функций.

2. Разработаны методы робастного управления теплообменными процессами в теплицах, применимые к системам с различными видами регуляторов, и не утрачивающие эффективности при совместном действии на систему высокочастотных и низкочастотных возмущений.

3. Установлено на основе методов имитационного моделирования, что для робастного управления температурой воздуха в теплицах целесообразно использовать ПИД-регуляторы.

4. Разработан метод определения оптимального расположения датчиков температуры воздуха в теплицах, при котором обеспечивается заданное качество управления процессами теплообмена по всему объему теплицы.

5. Показано, что для адаптивной настройки систем управления температурой воздуха в теплицах с ПИД-регулятором предпочтительно использовать метод расчета, базирующийся на достижении заданного расположения доминирующих корней характеристического уравнения замкнутой системы.

Практическая ценность результатов исследований заключается в создании новых программно-технических средств и методов управления процессами обогрева теплиц в условиях информационной неопределенности, позволяющих:

- экономно расходовать энергетические ресурсы, а также увеличить выход продукции теплиц;

- повысить эффективность учебного процесса при изучении студентами дисциплин: «Автоматика», «Основы теории управления», «Управление техническими системами» и «Технические средства автоматизации».

Внедрение результатов исследований. Результаты исследований использованы:

1. При управлении температурным режимом теплиц ЗАО «Агрофирма «Подмосковное» Московской области.

2. В учебном процессе, т.е. в методических пособиях, лабораторных работах и лекциях для студентов Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ) и Московского государственного агроинженерного университета имени В. П. Горячкина (МГАУ).

Апробация. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации доложены, обсуждены и одобрены на: X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва, 2004); Международной конференции «Инноватика - 2004» (Сочи, 2004); XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва, 2005).

Публикации. Теме диссертации посвящены 4 научные работы, в которых изложены ее основные положения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Она изложена на 165 страницах, включая 66 рисунков и список литературы из 129 наименований.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методы робастного управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий.

2. Методы адаптивного управления обогревом теплиц для дискретных и

непрерывных систем с ГГИД-регуляторами.

3. Метод определения оптимального расположения датчиков температуры воздуха в теплицах.

Совокупность сформулированных и обоснованных научных положений, а также результаты их пракшческой реализации и внедрения в сельхозпроизвод-ство представляют собой решение актуальной задачи по разработке методов и программно-технических средств для практической реализации систем управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий и динамических характеристик каналов управления температурой воздуха в теплицах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы, изложено краткое содержание глав диссертации, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе анализируются литературные источники, рассматриваются особенности управления технологическими процессами обогрева теплиц. В результате установлено, что актуальна разработка методов, обеспечивающих высокое качество управления при возможных изменениях статистических характеристик аддитивных возмущающих воздействий в широких пределах. Анализируется эффективность существующих методов управления, применимых при неполноте и даже отсутствии информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и динамических характеристиках каналов управления объектов. Рассматриваются также критерии управления и ограничения при их оптимизации. Представлен обзор программного обеспечения ЗСАБА, предназначенного для создания программируемых систем отображения информации о технологических процессах в реальном масштабе времени. В заключение главы даны выводы, определяющие конкретные задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена разработке методов робастного управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик, влияющих на температурный режим теплиц возмущающих воздействий.

Для анализа характерных особенностей систем управления теплообмен-ными процессами в теплицах построена математическая модель одного из таких процессов.

Рассматривалась ангарная теплица, обогреваемая с помощью двух калориферов, расположенных в ее торцах (рис. 1).

Рис. 1 Система обогрева теплицы: 1 - калорифер; 2 - датчик температуры

Температура воздуха в теплице Т(х, удовлетворяет уравнению температуропроводности

dT(X,t)=a2 ab&f)

dt

dxL

О)

где а - коэффициент температуропроводности воздуха с учетом конвекции; /7-плотность температурных источников в точке с координатой X в момент времени Ь.

Уравнение (1) решается при следующих граничных условиях:

7'(0,0 = Г(/,0 = и(0, (2)

где и{1) - управляющее воздействие, а / - длина теплицы.

С учетом равенств (1), (2) для передаточной функции канала управления температурой Т{х,1) было получено следующее аналитическое выражение:

WuT(X,p) =

-Q-xUP

ж.

■Гр

(3)

где р - безразмерная комплексная переменная; % = х / /.

В диссертационной работе передаточная функция (3) используется для имитационного моделирования динамики каналов управления температурой воздуха в теплицах.

В работах В.В. Солдатова и A.B. Шаврова было установлено, что при действии на системы лишь низкочастотных возмущений наилучшее качество управления достигается при определенном расположении доминирующих корней характеристического уравнения замкнутой системы.

Для систем управления с ПИД-регуляторами указанное расположение доминирующих корней принимает следующий вид:

Л

тп

s2,4

■V

т

(4)

я

где , к = 1,4 - доминирующие корни характеристического уравнения; r¡ показатель абсолкпного демпфирования свободного движения системы; тп -предельно допустимая величина показателя относительного демпфирования.

Обычно значение безразмерной величины тп рекомендуется выбирать из интервала 0,221 ... 0,366. Однако при расположении доминирующих корней в соответствии с требованиями (4) такой выбор зачастую приводит к завышенным значениям показателя колебательности системы, что видно из графиков амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) замкнутой системы с безразмер-2 2

ной переменной О. —col /а (О) - циклическая частота), отвечающих каналу передачи сигналов y3¡l(t) ->y{t) (yiR{t) - задающее воздействие; y(t) - выходной сигнал объекта), представленных на рис. 2а. При этом графикам 1, 2 и 3 на рис. 2а и 26 отвечают следующие значения величины тп: 0,221, 0,366 и 0,7.

Согласно рис. 2а, значения показателя колебательности системы М уменьшаются с ростом тп, но при этом из графиков АЧХ замкнутой системы отвечающих каналу передачи сигналов —>£(?), где £"(?) - ошибка

управления, видно, что с уменьшением М ухудшаются фильтрующие свойства системы в интервале низких частот.

Поэтому в условиях информационной неопределенности относительно характеристик действующих на систему управления возмущений, особенно важно так сбалансировать ее свойства, чтобы выигрыш на низких частотах, где интенсивность воздействий обычно максимальна, не приводил к слишком большому проигрышу в высокочастотной области, т.к. далеко не всегда высокочастотные возмущения можно считать пренебрежимо малыми.

В результате выполненных исследований было установлено, что изменение баланса относительно степени влияния на систему низкочастотных и высокочастотных возмущений сопровождается возрастанием отношения ТИ!ТД,

где Ти и Тд - соответственно постоянные времени интегрирования и дифференцирования ПИД-регулятора.

| !Г ítfíi

60 100 150 200 25Q

Рис. 2а

Рис. 26

В таком случае естественно поставить задачу по выбору оптимального или близкого к нему значения данного отношения.

В теории систем используется принцип, согласно которому система функционирует оптимально при распределении хаотической и упорядоченной составляющих ее движения по золотой пропорции.

Поскольку операции интегрирования и дифференцирования в алгоритме управления способствуют соответственно снижению и повышению уровня шумовой составляющей в сигнале управления м(/), а постоянные времени Ти и Тд представляют собой весовые коэффициенты данных операций, то выполнение равенств

= 1,618..

(5)

1и 1д

способствует распределению упорядоченной и хаотической составляющих движения системы по золотой пропорции.

Этому же дополнительно способствует и выполнение требования

М = Ф, (6)

обеспечивающего распределение по золотой пропорции апериодической и колебательной составляющих движения системы.

Графики АЧХ замкнутой системы, представленные на рис. За и 36, свидетельствуют о необходимости совместного использования требований (5) и (6). При этом графики 2 соответствуют использованию лишь требования 5, а графики 1 - использованию требований (5) и (6).

20 40 "вЬ"'в) 100 120 140 1Й 180 200

Рис. За

0 Л ¡0 60 80 100 120 140 160 180 200

Рис. 36

с>

Чюбы обеспечить совместное выполнение требований (5), (6) расположение (4) доминирующих корней характеристического уравнения необходимо модифицировать следующим образом:

— 1 ± Г

1

Шг

-1+1

1

т

(7)

где Р - вещественное число, причем 0 < /? < 1.

л/

При этом значения величин тп и /? в выражениях (7) выбираются таким образом, чтобы обеспечить выполнение требований (5) и (6).

Чтобы оценить успешность достигнутого компромисса между колебательностью и фильтрующими свойствами системы, на рис. 4а и 46 представле-

2 2

ны графики переходных процессов, возникающих на ее выходе (т = 1а II -безразмерная переменная времени), при подаче на вход единичного ступенчатого воздействия, причем графику на рис. 4а отвечает выполнение лишь требования (5), а графику на рис. 46 - совместное выполнение требований (5) и (6).

Рис. 4а Рис. 46

Одна из проблем управления температурным режимом в теплицах состоит в том, что имеется лишь один вход, на который поступает сигнал управления u(t) и континуум выходов, на каждом из которых может быть измерен выходной сигнал T(t,x,y,z). При этом на управляемый объект действуют случайные возмущения Я = Ä(t,x,y,z), обусловленные тепло- и массообменном теплицы с окружающей средой.

Пусть Гзд - сигнал задания температуры в теплице, тогда задачу управления полем температур T(t, X, у, z) сформулируем в виде следующего требования:

шах | Т3д - T(t, х, у, z) j = min, (8)

(x,y,z)eV где V - объем теплицы.

В принципе для управления температурным режимом теплицы можно было бы создать многосвязную систему управления с одним входом и п выходами, однако практическая реализация таких систем требует значительных финансовых затрат, что привело бы к существенному удорожанию выпускаемой продукции. Поэтому целесообразно использовать простейшую односвязную систему управления с одним регулятором температуры, параметры настройки которого устанавливаются таким образом, чтобы выполнялось требование

I [ = пнп, (9)

причем координаты Х^, у^, 2^ выбираются так, чтобы обеспечить выполнение требования

| 7;д - | = тах | Гзд - Т((,х,у,г) |. (10)

(х,у,г)еУ

Следовательно, на основании требования (10) определяется критическая точка с координатами х^, у^, г^, в которой отклонение температуры

Т{1,х^,уот заданного значения Тзя максимально. В свою очередь, выполнение требования (9) позволяет это отклонение минимизировать. В результате обеспечивается выполнение требования (8).

В критической точке следует располагать датчик температуры, т.к. при эгом обеспечивается заданное качество управления температурой во всем объеме теплицы.

Выполненные в диссертационной работе исследования показали, что канал управления температурой воздуха в теплице и(?) —» Т{1, х^, у^, 2^ ) является наиболее инерционным по сравнению с остальными каналами управления и поэтому для него выполняется требование (10). Но тогда при настройке регулятора температуры так, чтобы выполнялось требование (9), во всех других точках теплицы обеспечивается лучшее качество управления температурой воздуха, чем в критической точке.

Этот вывод иллюстрируется графиками АЧХ замкнутой системы с ПИД-регулятором, представленными на рис. 5а и 56, причем значения параметров настройки ПИД-регулятора выбирались исходя из требований (5) - (7), применительно к модели объекта (3), где % = 0,5.

I

20 Й 60 ¡6 1б0 120 14) 1Й) 100 200

Рис 5а

"Т5о—' Т5Г" Рис. 56

Графики 1 и 2 получены для систем, у которых передаточная функция каналов управления задана выражением (3), и параметр % принимает соответственно значения 0,5 и 0,25.

Согласно рис. 5а и 56 при выборе точки с координатой х ~ 0,5 в качестве критической, при управлении температурой в точке с координатой % = 0,25 значительно уменьшается показатель колебательности М и улучшаются фильтрующие свойства системы в области низких частот.

Совсем другая ситуация возникает при выборе параметров настройки ПИД-регулятора в соответствии с требованиями (5) - (7), применительно к модели канала управления температурой воздуха в теплице, заданной передаточной функцией (3), где % = 0Д5. В этом случае графики АЧХ замкнутой системы представлены на рис. 6а и 66, причем для графикам 1 и 2 отвечают значения * = 0,5 и х = 0,25.

20 40 60 60 1ГО 120 140 160 160 200

Рис. 6а

Рис.66

Согласно рис. 6а и 66 при выборе точки с координатой х = 0,25 в качестве критической, при управлении температурой в точке с координатой X = 0,5 значительно возрастает показатель колебательности М и ухудшаются фильтрующие свойства системы в области низких частот.

Следовательно, для объектов с пространственно распределенными параметрами целесообразно выбирать наиболее инерционный канал управления для выполнения расчета оптимальных значений параметров настройки регулятора и выбора места расположения датчика, регистрирующего значения управляемой величины.

В третьей главе предлагаются эффективные методы адаптивного управления обогревом теплиц, использующие процедуру активной идентификации объекта без размыкания контура управления.

В процессе активного эксперимента на вход замкнутой системы управления (рис. 7) наряду с сигналом задания узд (() подаются также специальные пробные воздействия /?(/), амплитуды которых выбираются так, чтобы они не оказывали заметного влияния на качество управления температурой воздуха в теплице.

Рис. 7. Активная идентификация объекта в замкнутой односвязной системе управления

Для пробного сигнала /3{t) должно выполняться требование М[0(т)] = О, (11)

где М[...] - оператор математического ожидания.

Отметим, что выполнение требования (11) обеспечивает отсутствие корреляции пробного сигнала f3(t) с сигналами задания y2A(t) и возмущения

kit).

В результате проведенного анализа установлено, что значения передаточной функции fVy^£(s), отвечающей каналу передачи сигналов узд(г) —»e(t),

определяются выражением

Узд Тнаб

О

(12)

о о

где Тнаб - время наблюдения за активным экспериментом.

Поскольку передаточная функция регулятора №рег С$), используемого в представленной на рис. 7 системе управления, задана, то значения передаточной функции канала управления объекта ^¿(з) можно определить, воспользовавшись выражением

1

Wpez{s)

1

-1

(13)

Поскольку на основании выражений (12), (13) определяется не аналитическое выражение, а лишь отдельные значения передаточной функции то для периодической коррекции параметров настройки регулятора целесообразно использовать методы, позволяющие по отдельным, полученным в резуль-

тате активного эксперимента, значениям динамических характеристик объекта, определить оптимальные значения параметров настройки регулятора.

К числу таких методов относится метод вспомогательной функции, разработанный А.В. Шавровым.

В случае использования ПИД-регулятора максимум отношения Кр!Ти

при ограничении М < Мп (Мп - предельно допустимое значение М) и заданном значении Тд, достигается одновременно со вспомогательной функцией Кр _ й)Мп

Мп сое у + Тдф Мп эт у-^11 + ТдОЭ2

(14)

ТИ А{М2п- 1) где Лз Л(<у)з|ж0б(г(у)|; у&у(<о) = -гщ>\¥об(}<о)-п11.

После того, как найдено значение со, при котором достигается максимум функции (14), значение коэффициента передачи ПИД-регулятора Кр определяется по формуле

Г \

Т„й)

г

К =

р Мгп-\ А

1-

ч

Мд эт у-^г + ТдО)2

(15)

Изменением фиксированных значений величины Тд осуществляется поиск оптимального параметра Тд — Тд, такого, что при подстановке Тд в формулы (14), (15) и определении с их помощью параметров настройки ПИД-регулятора удается обеспечить выполнение равенства М — Мп, но для значений Тд > Тд при выполнении расчетов по этим формулам уже выполняется

неравенство М > Мп.

Таким образом, определив с помощью выражений (12), (13) несколько значений комплексной частотной характеристики (КЧХ) объекта №^(¿0)) и применив метод вспомогательной функции, можно определить оптимальные значения параметров настройки ПИД-регулятора.

Однако при использовании метода вспомогательной функции применительно к объекту (3) требование (5) выполнить не удается, что подтверждают графики АЧХ, представленные на рис. 8. Графики 1, 2 и 3 соответствуют случаям, когда Тд <Тд, Тд - Тд и Тд > Тд. Но требование (5) удается выполнить

лишь при Тд >Тд, когда нарушается ограничение М < Ф.

Поэтому при адаптивном управлении обогревом теплиц для периодической коррекции параметров настройки ПИД-регулятора использовался метод, основанный на расположении доминирующих корней характеристического уравнения в соответствии с требованиями (7), т.к. его применение позволяет одновременно выполнить требования (5) и (6) для объекта (3).

На рис. 9 представлены графики АЧХ, соответствующие настройке ПИД-регулятора рассмотренными методами, причем график 1 получается при использовании требований (7), а график 2 - в случае применения метода вспомогательной функции.

Рис.9

Из рис. 9 видно, что оба рассматриваемых метода обеспечивают выполнение требования (6), но резонансная частота при использовании метода вспомогательной функции оказывается выше.

На рис. 10 представлены графики АЧХ для канала передачи сигналов Узд (0 ~* £(0> из которых следует, что для системы с ПИД-регулятором и объектом (3) метод вспомогательной функции (график 1) обеспечивает несколько более лучшие фильтрующие свойства в интервале средних частот, но при этом значительно возрастает резонансный пик, что приводит к существенному проигрышу в высокочастотной области.

Действительно, сопоставив графики переходных процессов, представленные на рис 11 и 46, установим, что в случае применения метода вспомогательной функции величина перерегулирования возрастает примерно на 10 % по сравнению со случаем, когда используются требования (7).

Таким образом, выполненный анализ свидетельствует о целесообразности совместного применения требований (5) и (6) при адаптивном управлении системами обогрева теплиц.

Четвертая глава посвящена применению SCADA - пакета программ Labtech Control для управления процессами обогрева теплиц, а также экспериментальным исследованиям предлагаемых методов и систем управления, проведенным на действующем оборудовании теплиц ЗАО «Агрофирма «Подмосковное». '

Пакет Labtech Control позволяет:

- производить в реальном времени: многозадачный сбор, визуализацию, регистрацию данных и управление технологическими процессами в реальном масштабе времени;

-реализовать дистанционный контроль технологических процессов в реальном масштабе времени посредством любой, базирующейся на протоколе ТСРЯР компьютерной сети, включая Intranet и World Wide Web;

- поддерживать высокоскоростной прямой доступ к памяти;

- реализовать каскадное управление;

-осуществлять в темпе поступления информации, в реальном масштабе времени математические, статистические и логические операции над данными;

- производить измерения с повышенной точностью с помощью термопар, с применением цифровой фильтрации;

- производить имитационное моделирование технологических процессов, и систем автоматического управления.

Пакет Labtech Control имеет:

- объектно-ориентированную программную среду разработки, не требующую непосредственного программирования;

- открытую архитектуру, позволяющую поддерживать свыше 1000 уст-ройсгв ввода-вывода, выпускаемых различными фирмами производителями.

Указанные достоинства пакета Labtech Control послужили основанием для его выбора в качестве программного средства при практической реализации микропроцессорной системы управления температурой воздуха в теплицах.

На основе результатов, полученных в данной диссертационной работе, разработана микропроцессорная система, предназначенная для управления обо) ревом теплиц. Она представляет собой аппаратно-программный комплекс, включающий в себя:

- IBM PC совместимый компьютер;

систему связи с технологическим объектом управления, реализованную в виде программируемой микропроцессорной модульной системы (ПММС) Analog Devices (серии 6В: микропроцессорные модули серии 6В: 6В11, 6В12, 6В21, 0A240QA; объединительную плату 6ВР04-2, цифровую сете- 1

вую плату 6В50-1, цифровую монтажную плату DB-24);

- стойку управления с блоком согласующих преобразователей;

- имитационный стенд натурного моделирования;

- SCADA-подобный пакет программ Labtech Control;

программный пакет Maple 6.0, предназначенный для разработки программ, ориентированных на решение математических задач и алгоритмов с помощью численных и символьных методов.

датчики темпера1уры (в качестве которых используются термометры сопротивления ТСП-08-79-01).

Программируемая микропроцессорная модульная система (ПММС) фирмы Analog Devices (серии 6В) обеспечивает сопряжение датчика температуры (термометры сопротивления ТСП-08-79-01) и исполнительного механизма (усилитель мощности ПБР-2 (пускатель бесконтактный реверсивный) и исполнительный механизм МЭО-68 (механизм электрический однооборотный)) с IBM PC совместимым компьютером. ПММС представляет собой совокупность входных и выходных аналоговых и цифровых микропроцессорных модулей, установленных на объединительных монтажных платах, связанных между собой с помощью интерфейса RS-485 и подключаемых к IBM PC совместимому компьютеру с помощью интерфейса RS-232.

Микропроцессорные модули серии 6В, предназначены для распределенного сбора данных о параметрах технологического процесса, нормализации аналоговых сигналов датчиков и гальванической изоляции каналов аналогового ввода-вывода информационно-измерительных систем и систем управления. Каждый микропроцессорный модуль серии 6В содержит в себе: микроконтроллер (реализованный на базе микропроцессора, ПЗУ и устройства управления каналами ввода-вывода) с гальванически развязанным последовательным интерфейсом; 16 разрядный АЦП для входных модулей или 12 разрядный ЦАП для выходных модулей; накопительный буфер.

Конструктивно микропроцессорный модуль серии 6В представляет собой устройство, заключенное в корпус (с размерами 57,9 х 76,7 х 20 мм) со штыревым разъемом, с помощью которого модуль устанавливается на монтажной плате. Используются монтажные платы на один, четыре и шестнадцать модулей. Монтажные платы имеют клеммные соединения для подключения различных типов датчиков, витой пары интерфейса RS-485 и разъем для подключения интерфейса RS-232. Сопряжение ПММС с IBM PC совместимым компьютером осуществляется через одну из монтажных плат по интерфейсу RS-232, остальные монтажные платы соединяются между собой последовательно по интерфейсу RS-485.

Диапазон измеряемых величин технологических параметров и тип датчиков задается программно через последовательный интерфейс. Диапазон рабочих температур микропроцессорных модулей от -25 С до +85 С.

В данной разработке используются монтажные платы: 6ВР04-2,6В50-1, DB-24, а также микропроцессорные модули: 6В11,6В12, 6В21 и OA24GQA.

Программирование микропроцессорных модулей серии 6В производится с помощью пакета программ Labtech Control и позволяет осуществлять:

- калибровку модулей (настройку метрологических параметров датчиков и модулей);

- задание параметров обмена данными между модулем и компьютером;

- задание используемых типов датчиков;

- задание диапазонов измерения датчиков;

- задание режимов обработки измерительных сигналов, поступающих с

датчиков.

Микропроцессорные модули установлены на монтажных платах указанных типов. Монтажные платы установлены в специально сконструированной стойке управления.

Стойка управления размещена на специально разработанном блоке согласующих преобразователей (БСП)

Блок согласующих преобразователей (БСП) предназначен для согласования входных датчиков и исполнительных механизмов с программируемой микропроцессорной модульной системой фирмы Analog Devices посредством гальванически развязанных блоков и систем. Блок работает как в режиме ручного управления, так и в режиме управления с помощью управляющей вычислительной машины (УВМ), в качестве которой используется IBM PC-совместимый компьютер.

БСП содержит следующие конструктивно законченные блоки:

- блок управления входными каналами;

- блок управления выходными каналами;

- блок управления имитационным стендом;

- блок питания.

Блок управления входными каналами предназначен для ручного или ав-томашческого выбора входного канала с последующей передачей сигнала на входные модули 6В11,6В12.

На вход блока можно подавать сигналы от ±0,015В до ±50В, что полностью соответствует спектру входных сигналов модулей серии 6В. Сопротивление входа RBX > 200м. Напряжение питания U„m - +25В. Ток потребления 1потр < 40А.

Блок управления выходными каналами состоит из четырех реле РП-21 с контактами, рассчитанными на Imax=10A.

Блок предназначен для управления выходными каналами и исполнительными механизмами в технологических процессах. Блок может работать как в ручном режиме, так и в режиме компьютерного управления. Режим работы устанавливается переключателем и индицируется светодиодами.

В качестве управляющего программного обеспечения для реализованной микропроцессорной системы используется установленный на IBM-PC совместимом компьютере SCADA-пакет Labtech Control.

На базе пакета Labtech Control, с использованием объектно-ориентированною программирования, разработано программное приложение, включающее в себя:

- библиотеку динамических мнемосхем и виртуальных компьютерных пультов для управления обогревом теплиц;

- библиотеку алгоритмов сбора данных и управления обогревом теплиц;

- библиотеку графических форм для отображения компьютерных имитационных моделей систем автоматического управления;

- бибчиотеку алгоритмов компьютерных имитационных моделей;

бйблио1еку дополнительных функциональных блоков, реализующих синтезированные алгоритмы управления.

Экспериментальная оценка достоверности математической модели процессов теплообмена в теплицах. Для проверки достоверности разработанной математической модели динамики канала управления температурой воздуха в теплицах, представленной в виде передаточной функции (3), были выполнены экспериментальные исследования переходных процессов, возникающих на выходе управляемого объекта, при скачкообразном изменении сигнала управления.

Графики экспериментально полученных переходных характеристик объекта представлены на рис. 12, где приводится также график переходной характеристики, полученный в результате выполненных расчетов с использованием передаточной функции канала управления температурой воздуха в теплице (3).

>•(0

Сравнение экспериментальных данных с теоретическими, показало, что их расхождение не превышает 4,8 % и находится в пределах экспериментальной ошибки.

Это подтверждает достоверность теоретических выводов, полученных с использованием разработанной математической модели процессов теплообмена, происходящих во внутренней воздушной среде теплиц.

Оценка эффективности микропроцессорной системы управления температурой воздуха в теплицах. Для замкнутой системы управления тем-

пературой воздуха в теплице в процессе выполнения экспериментальных исследований был построен график переходной характеристики, получаемой на выходе системы при скачкообразном изменении сигнала задания (рис. 13). Поскольку качество переходного процесса оказалось не слишком высоким, то ПИД-регулятор температуры воздуха был перенастроен с применением разработанных методов и данная характеристика была получена заново (рис. 13).

В результате величина перерегулирования переходного процесса и его длительность уменьшились в два раза. Это убедительно под!вердило высокую эффективность разработанных методов.

У(/)

Кроме того, о качестве управления температурой воздуха в теплице можно судить по процессам се стабилизации при действии случайных возмущений, представленным на рис. 14.

i i

0 1 2 3 4 5 6 /,Ч

I-1-(-1-1-1-1-*

Рис. 14. Процессы стабилизации температуры воздуха в теплице

1 - первоначальная настройка регулятора; 2 - после перенастройки регулятора

Использование предлагаемых методов и систем управления температурным режимом теплиц позволило снизить избыточную температуру воздуха на 1.2°С, что согласно статье Беликова Ю.М. и Стеценко H.A. приводит на площади 6 га к экономии газа до 139,2 м3 за один час.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Построены математические модели теплообменных процессов в теплицах с учетом пространственной распределенности их параметров.

2. Установлено, что в системах управления с ПИД регуляторами, подверженных действию высокочастотных и низкочастотных возмущений, сбалансированная реакция на те и другие достигается при распределении постоянных времени интегрирования и дифференцирования регулятора, а также апериодической и колебательной составляющих движения системы по золотой пропорции (золотому сечению).

3. Разработаны методы робастного управления обогревом теплиц, применимые в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий, и не утрачивающие своей эффективности при совместном действии на систему управления как низкочастотных, так и высокочастотных возмущений.

4. В результате выполненных исследований на основе методов имитационного моделирования средствами программных пакетов Matlab 7.01 и Maple 6 установлено, что при управлении обогревом теплиц наилучшее качество управления достигается в случае использования ПИД-регуляторов, а многопараметрические регуляторы целесообразно применять лишь совместно с устройствами для коррекции сигнала задания.

5. Разработан метод выбора оптимального расположения датчиков темпе-

ратуры воздуха в теплицах, обеспечивающий заданное качество управления указанной температурой по всему объему теплицы.

6. Установлено, что для адаптивной настройки систем управления температурой воздуха в теплицах с ПИД-регулятором наиболее предпочтителен метод, базирующийся на достижении заданного расположения доминирующих корней характеристического уравнения системы, т.к. его применение позволяет в условиях информационной неопределенности сбалансировать ее реакцию на высокочастотные и низкочастотные возмущения.

7. Разработаны с использованием SCADA-пакета прикладных программ методы синтеза программируемых систем отображения информации, предназначенных для сбора, визуализации, регистрации данных и управления процессами обогрева теплиц.

8. На базе модулей Analog Devices и программной SCADA-системы Labtech Control разработана микропроцессорная система управления температурой воздуха в теплицах, использование которой на ЗАО «Агрофирма «Подмосковье» позволило на площади 6 га за один час уменьшить потребление газа на 139,2 м3.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Солдагов В.В., Ухаров П.Е. Адаптивная настройка систем управления с ПИД регуляторами в условиях информационной неопределенности // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. № 8. - С. 16 - 20.

2. Солдатов В.В., Ухаров П.Е. Применение метода золотого сечения в адаптивных системах управления // Труды X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 27 - 28 мая 2004 г. Вып. 9, том 2. - С. 402 - 405.

3. Солдатов В.В., Ухаров П.Е., Гаврилин П.А. Новые методы управления технологическими процессами в условиях информационной неопределенности // Системные проблемы надежности, качества, электронных и информационных технологий (Инноватика - 2004). Материалы Международной конференции и Российской научной школы молодых ученых и специалистов. Часть 5. - М.: Радио и связь, 2004. - С. 36 - 39.

4. Солдатов В.В., Ухаров П.Е. Использование многопараметрических регуляторов для управления температурными режимами теплиц // Труды XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», Вып. 10. Том 3. - М.: МГУТУ, 2005. - С. 32 - 36.

Оригинал-макет подписан к печати 26.12.2005 г. Формат 60x84 1/16, Печать офсетная. Объем 1,0 п.л.

Тираж 100 экз. С /<2

Издательство РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области

.аообб,

-1074

i <

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Особенности управления процессами обогрева теплиц.

1.2. Проблема выбора критериев качества управления.

1.3. Анализ методов управления, применимых в условиях информационной неопределенности.

1.4. Анализ программно-технических средств для реализации систем управления обогревом теплиц.

1.5. Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

2.1. Математическое моделирование процессов теплообмена в теплицах.

2.2. Применение метода золотой пропорции для достижения робастности систем управления с ПИД-регуляторами.

2.3. Применение метода золотой пропорции для достижения робастности систем управления с многопараметрическими регуляторами.

2.4. Оптимизация расположения датчиков температуры в теплицах.

2.5. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

3.1. Активная идентификация замкнутых непрерывных систем управления обогревом теплиц.

3.2. Активная идентификация замкнутых дискретных систем управления обогревом теплиц.

3.3. Адаптивное управление замкнутыми непрерывными и дискретными системами с ПИД регулятором.

3.4. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБОГРЕВОМ ТЕПЛИЦ

4.1. Применение SCADA-пакета программ Labtech Control для управления процессами обогрева теплиц.

4.2. Структура и функции микропроцессорной системы управления обогревом теплиц.

4.3. Разработка программируемых систем отображения информации.

4.4. Разработка виртуальных компьютерных пультов.

4.5. Оценка эффективности разработанных методов и систем управления обогревом теплиц.

4.6. Выводы по четвертой главе.

Автоматизация технологических процессов и производств способствует повышению производительности труда, качества выпускаемой продукции и снижению удельных энергозатрат при ее производстве.

Автоматизация сельского хозяйства опирается на богатый опыт промышленности. Вместе с тем к методам и средствам автоматизации, применяемым в растениеводстве защищенного грунта, предъявляют специфические требования, обусловленные особенностями сельскохозяйственного производства.

Основная особенность сельскохозяйственного производства заключается в неразрывной связи техники с биологическими объектами (животными и растениями), для которых характерны непрерывность процессов образования продукции и цикличность ее получения, невозможность увеличения выпуска продукции за счет ускорения производства. В этих условиях автоматика должна работать надежно, так как такой процесс нельзя прервать и практически невозможно наверстать упущенное путем интенсификации последующего периода.

Возмущающие воздействия являются случайными и нестационарными.

Многие объекты сельскохозяйственной автоматики имеют контролируемые и управляемые параметры, распределенные по большому объему.

Например, в теплицах необходимо по всему объекту контролировать параметры (температуру, влажность, газосодержащие, освещение и т. п.) и управлять ими. Для таких объектов системы автоматики должны обеспечить управление параметрами во всех рассредоточенных зонах с заданной точностью и надежностью.

Таким образом, условия работы средств автоматики в сельском хозяйстве очень тяжелые и вероятность возникновения неисправностей значительно выше, чем в других отраслях народного хозяйства.

Поэтому средства автоматики должны быть относительно дешевыми, простыми по устройству и надежными в эксплуатации.

Вследствие перечисленных особенностей и ряда других причин методы и средства автоматизации и требования к ним в сельском хозяйстве значительно отличаются от промышленных.

Овощеводство защищенного грунта является весьма важной отраслью сельскохозяйственного производства.

Действительно, согласно научно обоснованным нормам питания человек должен равномерно в течение всего года потребить 130. 150 кг овощей и 120 кг картофеля. Однако суровые климатические условия не позволяют получать овощи из открытого грунта равномерно в течение круглого года. Так, в первой половине года населению поступает менее 10 % овощей, а в июле - сентябре - более 90 % огурцов и 70 % томатов. С целью равномерного потребления населением овощей в течение года около 25 % всего их количества должно выращиваться в теплицах, парниках, утепленном грунте и т. п.

Теплицы, особенно зимние, представляют собой весьма сложные, дорогостоящие и энергоемкие технические объекты с разветвленными системами электро-, тепло- и водоснабжения и канализации.

На производство 1 кг тепличных овощей в средней полосе расходуется до 200 МДж тепловой и 2,3 кВт • ч электрической энергии. Для обогрева 1 га площади зимних теплиц требуется за сезон более 2 тыс. т условного топлива, т. е. на порядок больше, чем для обогрева такой же площади жилых помещений.

Механизация и автоматизация технологических процессов в теплицах резко сокращают затраты труда и себестоимость продукции, повышают энерговооруженность труда и на 10. 15 % урожайность овощей, затраты труда на 1 га защищенного грунта достигают 180 тыс. чел. - ч в год.

Среди технологических процессов в сооружениях защищенного грунта (СЗГ) следует особо отметить процессы управления температурой их внутренней воздушной среды, характеризующиеся значительной энергоемкостью.

Так, например, в Центральном районе РФ при превышении температуры внутренней воздушной среды теплиц сверх необходимой всего на 1°С, за год в расчете на 1 га площади теплиц, расходуется дополнительно 100 тонн условного топлива.

Поэтому к качеству управления температурой внутренней воздушной среды теплиц предъявляются весьма жесткие требования: допустимые отклонения температуры воздуха в теплице от уровня, заданного агротехническими требованиями, составляют всего ± 1 °С.

При этом теплицы, как объекты управления температурным режимом, относятся к наиболее сложным объектам автоматизации. Определение их характеристик сопряжено с известными трудностями, обусловленными особенностями данных объектов и условиями их функционирования.

Основные управляющие воздействия в холодное время года — изменения температуры и расхода теплоносителя в системе обогрева теплицы, режима работы калориферов, в теплое время года - открытие вентиляционных форточек.

Основные контролируемые возмущающие воздействия - изменения наружной температуры, скорости ветра и уровня естественной освещенности. Кроме перечисленных параметров, на температурный режим теплицы влияют также влажность наружного воздуха, осадки и другие метеорологические факторы.

Ввиду нестационарности и неполной контролируемости возмущающих воздействий, их статистические характеристики обычно неизвестны. Поэтому управление обогревом теплиц приходиться осуществлять в условиях статистической неопределенности, т.е. неполноты или отсутствия информации о статистических характеристиках возмущений.

При данных обстоятельствах весьма эффективными являются методы робастного управления, применение которых позволяет достигать максимального быстродействия замкнутой системы или достаточно близких к нему значений. Это позволяет успешно парировать возмущающие воздействия при изменении их статистических характеристик в весьма широких пределах.

Отметим, что название «робастный» происходит от английского слова robast, означающего: крепкий, сильный, грубый.

Наличие зеленой массы растений в значительной степени определяет нестационарность теплицы как объекта управления температурным режимом. За время от высадки рассады до начала сбора урожая из-за увеличения зеленой массы в объеме теплиц постоянная времени объекта увеличивается в 1,1.1,3 раза, коэффициент теплопередачи уменьшается в 1,5 раза, а время запаздывания, зависящее от скорости распространения воздушных потоков, увеличивается на 300.400 с.

Поскольку указанные изменения параметров теплиц происходят непредсказуемым заранее образом, то управление обогревом теплиц приходится осуществлять в условиях информационной неопределенности относительно их динамических характеристик.

Для эффективного решения данной задачи управления целесообразно использовать методы адаптации, основанные на периодической коррекции моделей теплообменных процессов в теплицах и последующем изменении параметров настройки регуляторов температуры внутренней воздушной среды теплиц таким образом, чтобы обеспечить выполнение нарушенных условий робастности системы управления.

Поэтому решение задачи адаптивного управления обогревом теплиц является весьма актуальной, т.к. существенно влияет на качество выпускаемой продукции и ее себестоимость.

Следовательно, в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий и динамических характеристик управляемых объектов целесообразно использовать методы робастного и адаптивного управления.

В плане практической реализации систем робастного и адаптивного управления обогревом теплиц наиболее подходящими техническими и программными средствами управления являются программируемые логические контроллеры (ПЖ) и SCADA-системы, позволяющие реализовать алгоритмы управления практически любой сложности, осуществлять по мере необходимости их оперативную коррекцию, а также предоставлять операторутехнологу оперативную информацию об управляемом процессе в удобном для восприятия виде.

Термин SCADA - это сокращение английского термина Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных.

SCADA - пакеты прикладных программ поддерживают анимацию, мастер-объекты, исторические тренды и тренды реального времени, имеют встроенные языки программирования и библиотеки функций. Включают в себя среду разработки и исполнения, модули статистического контроля технологического процесса, менеджер рецептов, модули обращения к структурному языку SQL. SQL - Structured Query Language - структурированный язык запросов, это наиболее популярный и распространенный сервер баз данных.

Различные методы управления технологическими процессами представлены в работах отечественных и зарубежных ученых [1 - 125]. Однако, не решенной до конца, остается проблема разработки методов управления, не утрачивающих своей эффективности в характерных для тепличных комбинатов условиях информационной неопределенности (неполноте или даже отсутствии достоверной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий, влияющих на контролируемые параметры технологических процессов, изменяющихся параметрах динамических характеристик управляемых объектов).

Таким образом, разработка робастных и адаптивных методов, а также программно-технических средств управления технологическими процессами обогрева теплиц в условиях информационной неопределенности является актуальной задачей.

Диссертационная работа посвящена решению изложенных выше актуальных проблем и задач. Ее результаты отражены в публикациях [126 - 129]. Они нашли практическое применение:

1. При управлении технологическими процессами обогрева теплиц на ЗАО «Агрофирма «Подмосковное».

2. В учебном процессе, методических пособиях, лабораторных работах и лекциях для студентов Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ) и Московского государственного агроинженерного университета имени В.П. Горячкина (МГАУ).

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации доложены, обсуждены и одобрены на: X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», г. Москва, 2004 г; Международной конференции «Иннова-тика - 2004», г.Сочи, 2004 г.; XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», г. Москва, 2005 г.

Основное содержание диссертационной работы представлено в четырех главах.

В первой главе анализируются литературные источники, рассматриваются особенности управления технологическими процессами обогрева теплиц. В результате установлено, что актуальна разработка методов, обеспечивающих высокое качество управления при возможных изменениях статистических характеристик аддитивных возмущающих воздействий в широких пределах. Анализируется эффективность существующих методов управления, применимых при неполноте и даже отсутствии информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и динамических характеристиках каналов управления объектов. Рассматриваются также критерии управления и ограничения при их оптимизации. Представлен обзор программного обеспечения SCADA, предназначенного для создания программируемых систем отображения информации о технологических процессах в реальном масштабе времени. В заключение главы даны выводы, определяющие конкретные задачи диссертационной работы.

Во второй главе рассматриваются задачи математического моделирования теплообменных процессов в теплицах. При этом получены дифференциальные уравнения и передаточные функции, описывающие динамику указанных процессов.

Анализируется зависимость величины резонансного пика и фильтрующих свойств системы от значения показателя относительного демпфирования свободного движения системы. При этом показано, что с ростом данного показателя величина резонансного пика, определяющего величину перерегулирования, уменьшается, а фильтрующие свойства системы в низкочастотной области ухудшаются.

Для достижения баланса между этими противоположными тенденциями предлагается в системах с ПИД и многопараметрическими регуляторами значения постоянных времени интегрирования и дифференцирования, а также апериодическую и колебательную составляющие движения системы распределять по золотой пропорции (золотому сечению).

Применение метода золотой пропорции позволило разработать алгоритмы робастного управления теплообменными процессами в теплицах, не утрачивающие эффективности при совместном действии на систему управления как низкочастотных, так и высокочастотных возмущений.

Разработан также метод, позволяющий выбрать оптимальное расположение датчиков температуры в теплицах и минимизировать их количество.

Третья глава посвящена решению задач адаптивного управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности относительно динамики протекающих в них теплообменных процессов. При этом рассматриваются задачи идентификации непрерывных и дискретных систем, а также выбора метода адаптивной настройки ПИД-регуляторов, обеспечивающего в условиях информационной неопределенности сбалансированную реакцию системы на высокочастотные и низкочастотные возмущения. В результате выполненного анализа установлено, что для систем управления температурой воздуха в теплицах наиболее предпочтителен метод, базирующийся на достижении заданного расположения доминирующих корней характеристического уравнения.

В четвертой главе решается комплекс задач по внедрению разработанных методов управления в сельскохозяйственное производство. При этом обосновывается целесообразность использования SCADA- пакета программ Labtech Control, позволяющих создавать программируемые системы отображения в реальном масштабе времени информации о параметрах технологических процессов в теплицах. Разработаны методы построения виртуальных компьютерных пультов управления обогревом теплиц, динамических мнемосхем, гибкого ассоциативного человеко-машинного интерфейса на базе SCAD А- пакета программ Labtech Control. Приводится описание разработанной системы управления обогревом теплиц на базе программируемой микропроцессорной модульной системы Analog Devices. Выполнен анализ технико-экономической эффективности разработанных методов управления обогревом теплиц.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработаны математические модели теплообменных процессов в теплицах в виде дифференциальных уравнений и передаточных функций.

2. Разработаны методы робастного управления теплообменными процессами в теплицах, применимые к системам с различными видами регуляторов, и не утрачивающие эффективности при совместном действии на систему высокочастотных и низкочастотных возмущений.

3. Установлено с использованием методов имитационного моделирования, что для робастного управления температурой воздуха в теплицах целесообразно использовать ПИД-регуляторы.

4. Разработан метод определения оптимального расположения датчиков температуры воздуха в теплицах, при котором обеспечивается заданное качество управления процессами теплообмена по всему объему теплицы.

5. Показано, что для адаптивной настройки систем управления температурой воздуха в теплицах с ПИД-регулятором предпочтительно использовать метод расчета, базирующийся на достижении заданного расположения доминирующих корней характеристического уравнения замкнутой системы.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методы робастного управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий.

2. Методы адаптивного управления обогревом теплиц для дискретных и непрерывных систем с ПИД-регуляторами.

3. Метод определения оптимального расположения датчиков температуры воздуха в теплицах.

Диссертация выполнена на кафедре электрооборудования и автоматики Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Построены математические модели теплообменных процессов в теплицах с учетом пространственной распределенности их параметров.

2. Установлено, что в системах управления с ПИД и многопараметрическими регуляторами, подверженных действию высокочастотных и низкочастотных возмущений, сбалансированная реакция на те и другие достигается при распределении постоянных времени интегрирования и дифференцирования регуляторов, а также апериодической и колебательной составляющих движения системы по золотой пропорции (золотому сечению).

3. Разработаны методы робастного управления обогревом теплиц, применимые в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий, и не утрачивающие своей эффективности при совместном действии на систему управления как низкочастотных, так и высокочастотных возмущений.

4. В результате выполненных исследований на основе методов имитационного моделирования средствами программных пакетов Matlab 7.01 и Maple 6 установлено, что при управлении обогревом теплиц наилучшее качество управления достигается в случае-использования ПИД-регуляторов, а многопараметрические регуляторы целесообразно применять лишь совместно с устройствами для коррекции сигнала задания.

5. Разработан метод выбора оптимального расположения датчиков температуры воздуха в теплицах, обеспечивающий заданное качество управления указанной температурой по всему объему теплицы.

6. Установлено, что для адаптивной настройки систем управления температурой воздуха в теплицах с ПИД-регулятором наиболее предпочтителен метод, базирующийся на достижении заданного расположения доминирующих корней характеристического уравнения системы, т.к. его применение позволяет в условиях информационной неопределенности сбалансировать ее реакцию на высокочастотные и низкочастотные возмущения.

7. Разработаны с использованием SCADA-пакета прикладных программ методы синтеза программируемых систем отображения информации, предназначенных для сбора, визуализации, регистрации данных и управления процессами обогрева теплиц.

8. На базе модулей Analog Devices и программной SCADA-системы Labtech Control разработана микропроцессорная система управления температурой воздуха в теплицах, использование которой на ЗАО «Агрофирма «Подмосковье» позволило на площади 6 га за один час уменьшить потребление газа на 139,2 м3.

1. Агафонова Н.А., Таламанов С.А., Тверской Ю.С. Анализ промышленных методик идентификации на основе критерия минимума дисперсии частотных характеристик. // Автоматика и телемеханика 1998. - № 6. - С. 117-129.

2. Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высш. шк., 1989.-263 с.

3. Александровский Н.М., Егоров С.В., Кузин Р.Е. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами. -М.: Энергия, 1973. 440 с.

4. Андреев Н. И. Теория статистически оптимальных систем управления.-М.: Наука, 1980.-416 с.

5. Андреев Ю. Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука, 1976. - 424 с.

6. Аношин И.М., Мержианиан А.А. Физические процессы виноделия. М.: Пищевая промышленность. 1976. - С. 42-71.

7. Аристова Н.И., Корнеева. Промышленные программно-аппаратные средства на отечественном рынке АСУТП. М.: Научтехлитиздат, 2001. -402 с.

8. Балакирев B.C., Дудников Е.Г., Цирлин A.M. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. М.: Энергия, 1967. -226 с.

9. Баркин А.И. Оценки качества нелинейных систем регулирования. — М.: Наука, 1982.-256 с.

10. Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микроЭВМ. М.: Наука, 1987. - 320 с.

11. Бесекерский В. А., Небылов А. В. Робастные системы автоматического управления. М.: Наука, 1983. - 240 с.

12. Бесекерский В.А., Попов В.П. Теория автоматического регулирования. М.: Наука, 1972. - 768 с.

13. Бобылев Н.А., Булатов А.В. О робастной устойчивости бесконечномерных динамических систем. // Известия Российской академии естественных наук, серия МММИУ. 1997. - № 3. - Т. 1. - С. 61 - 78.

14. Бобылев Н.А., Булатов А.В. О робастной устойчивости линейных дискретных систем. // Автоматика и телемеханика. 1998. - № 8. - С. 138-145.

15. Бородин И. Ф., Кирилин Н. И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. М.: Колос, 1977. — 325 с.

16. Бородин И. Ф., Недилько Н. М. Автоматизация технологических процессов. М.: Агропромиздат, 1986. - 368 с.

17. Бохан Н.И., Бородин И.Ф., Герасенков А.А., Дробышев Ю.В., Фур-сенко С.Н. Средства автоматики и телемеханики. М.: Агропромиздат, 1992.-351 с.

18. Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана Бьюси. Детерминированное наблюдение и стохастическая фильтрация: Пер. с нем. // Под ред. И. Е. Казакова. - М.: Наука, 1982. - 200 с.

19. Булгаков Б. В. Колебания. М.: Техтеоретиздат, 1954.

20. Вентцель Е. С. Исследование операций: Задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1980. - 208 с.

21. Весткотт Дж. Некоторые соображения по улучшению работы сервосистем, содержащих электронные усилители. / «Автоматическое регулирование». Материалы конференции в Крэнфилде, 1951. М.: Изд - во иностр. лит., 1954. - С. 44 - 62.

22. Волгин В. В., Каримов Р. Н., Корецкий А. С. Учет реальных возмущающих воздействий и выбор критериев качества регулирования при сравнительной оценке качества регулирования тепловых процессов // Теплоэнергетика. 1970. - № 3. - С. 25 - 30.

23. Волгин В.В., Каримов Р.Н. Некоторые свойства амплитудно-частотных характеристик линейных систем автоматического регулирования при случайных воздействиях. // Известия вузов. Серия электромеханика. -1973.-№2.-С. 197-205.

24. Волгин В.В., Каримов Р.Н. Оценка корреляционных функций в промышленных системах управления. М.: Энергия, 1979. - 80 с.

25. Волгин В.В., Якимов В.Я. К вопросу выбора запаса устойчивости в системах автоматического регулирования тепловых процессов. // Теплоэнергетика. 1972. - № 4. - С. 76 - 78.

26. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1983. - 340 с.

27. Гагарин М.А., Бакулин В.П., Жиров М.В., Соловьев И.А. и др. Исследование поля температур виноматериала в резервуаре цилиндрической формы. // Виноделие и виноградарство России. 2002. - №2. - С. 38 - 40.

28. Гельфанд И. М. Лекции по линейной алгебре. М.: Наука, 1966.280 с.

29. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. Т. 1.-М.: Мир, 1971.-316с.

30. Дудников Е. Г., Левин А. А. Промышленные автоматизированные системы управления. М.: Энергия, 1973. - 192 с.

31. Еремин Е.Л., Цыкунов A.M. Синтез адаптивных систем управления на основе критерия гиперустойчивости. Бишкек: Илим, 1992. - 182 с.

32. Ермаченко А.И. Методы синтеза линейных систем управления низкой чувствительности. -М.: Радио и связь, 1981. 104 с.

33. Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-541 с.

34. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергия, 1969.-488 с.

35. Ицкович Э.Л., Соловьев Ю.А., Мурзенко И.В. Опыт использования открытых SCADA-программ. // Промышленные АСУ и контроллеры. 1999. -№11. - С. 13-18.

36. Калман Р. Е. Об общей теории систем управления // Труды I конгресса ИФАК. Т. 2.-М.: Изд во АН СССР, 1961. - С. 521 - 547.

37. Квакернаак X., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. М.: Мир, 1977. - 650 с.

38. Колмогоров А. Н. Интерполирование и экстраполирование стационарных случайных последовательностей // Известия АН СССР, сер. мат. -1941. -№ 5 С. 3 - 14.

39. Колмогоров А. Н., Фомин С. В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука, 1972. - 496 с.

40. Корецкий А. С., Остер Миллер Ю. Р. Экономический критерий качества регулирования // Теплоэнергетика. - 1973. - № 4 - С. 28 - 31.

41. Корнеева А.И., Матвейкин В.Г., Фролов С.В. Программно-технические комплексы, контроллеры и SCADA-системы. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1996. - 247 с.

42. Корнеева А.И. ПТК и SCADA-системы на отечественном рынке промышленной автоматизации. // Промышленные АСУ и контроллеры. 1999.-№12.-С. 15-22.

43. Красовский А. А., Буков В. Н., Шендрик В. С. Универсальные алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами. -М.: Наука, 1977.-272 с.

44. Красовский А. А. Системы автоматизированного управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: Наука, 1974. — 558 с.

45. Красовский А. А. Статистическая теория переходных процессов в системах управления. М.: Наука, 1968. - 240 с.

46. Красовский Н. Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1968.-476 с.

47. Круг Е. К., Александриди Т. М., Дилигенский С. Н. Цифровые регуляторы. М.—JL: Энергия, 1966.

48. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. -М.: Машиностроение, 1976. 184 с.

49. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986. - 448 с.

50. Лейтон Дж. Некоторые соображения по улучшению работы сервосистем, содержащих электромашинные усилители. // Автоматическое регулирование: Материалы конференции в Крэнфилде, 1951. М.: Изд - воиностр. лит., 1954. С. 85 - 97.

51. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. - 600 с.

52. Мазуров В.М., Литюга А.В., Спицын А.Б. Развитие технологий адаптивного управления в Scada системе Trace Mode. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2002. - № 1. - С. 28 - 33.

53. Мелкумян Д.О. Анализ систем методом логарифмической производной. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 112 с.

54. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х томах. Т. 1: Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления. / Под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 748 с.

55. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х томах. Т. 2: Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления. / Под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 736 с.

56. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х томах. Т. 3: Методы современной теории автоматического управления. / Под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 748 с.

57. Мурадов В. П., Солдатов В. В. Выбор и обоснование критериев управления обогревом сельскохозяйственных предприятий. // Научно-технический бюллетень по электр. с. х. ВИЭСХ. Вып. 1 (66).- М., 1990. С. 34-41.

58. Ордынцев В.М. Математическое описание объектов автоматизации. М.: Машиностроение, 1965. - 360 с.

59. ОстремК., ВиттенмаркБ. Системы управления с ЭВМ / Пер. с англ. под ред. С. П. Чеботарева. М.: Мир, 1987. - 487 с.

60. Отнес Р., Эноксон J1. Прикладной анализ временных рядов. М.: Мир, 1982.-428 с.

61. Певзнер В. В. Комплекс технических средств для автоматизации технологических процессов Ремиконт-130. // Теплоэнергетика. 1989. -№10.-С. 8-11.

62. Понтрягин J1. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. -М.: Наука, 1965.-332 с.

63. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1989. - 304 с.

64. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1988. - 256 с.

65. Рей У. Методы управления технологическими процессами: Пер, с англ. М.: Мир, 1988.

66. Росин М. Ф., Булыгин В. С. Статистическая динамика и теория эффективности систем управления. М.: Машиностроение, 1981. - 312 с.

67. Ротач В. Я., Кузищин В. Ф. Итерационные алгоритмы настройки и самонастройки систем автоматического регулирования тепловых процессов. // Теплоэнергетика. 1968. - № 12. - С. 71-74.

68. Ротач В. Я., Кузищин В. Ф., Клюев А. С. и др. Автоматизация настройки систем управления. -М.: Энергоатомиздат, 1984.

69. Ротач В. Я. Настройка регуляторов по динамическим характеристикам системы регулирования // Тр. МЭИ. М.: Госэнергоиздат. 1957. Вып. XXIX. С. 168-184.

70. Ротач В. Я. Об одном принципе построения простейших самонастраивающихся регуляторов. // Науч. докл. высшей школы. Электромеханика и автоматика. 1958. № 1. С. 199-204.

71. Ротач В. Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М.: Энергия, 1973. - 440 с.

72. Ротач В. Я. Расчет настройки промышленных систем регулирования. М.: Госэнергоиздат, 1961.

73. Ротач В. Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 1985. 296 с.

74. Ротач В. Я., Шавров А. В., Бутырев В. П. Синтез алгоритмов машинного расчета оптимальных параметров систем регулирования // Теплоэнергетика. 1977. -№ 12. - С. 76 - 79.

75. Соболев О.С. Современный мир SCADA-систем. // Мир компьютерной автоматизации. 1999. - №3- С. 7 - 14.

76. Солдатов В. В. Критерии надежности и экономической эффективности управления технологическими процессами. / «Повышение надежности электрооборудования в сельском хозяйстве». Тр. ВСХИЗО. М.: ВСХИЗО, 1987.-С. 48-59.

77. Солдатов В.В., Толстой А.Ф. и др. Анализ эффективности алгоритмов реализации цифрового ПИД-регулятора. / «РГАЗУ агропромышленному комплексу». Сб. научн. тр. РГАЗУ в двух частях. Часть вторая. -М.: РГАЗУ, 2000. - С. 273 - 275.

78. Солдатов В. В., Шавров А. В. Многокритериальная оптимизация автоматических систем. // Идентификация и управление технологическими процессами. Сб. научн. тр. ЦНИИКА. М.: Энергоатомиздат, 1982. - С. 13 -18.

79. Солдатов В. В., Шавров А. В. Оптимизация фильтрующих свойств и их параметрической чувствительности с обеспечением заданного демпфирования автоматических систем регулирования. Вып. 7. М.: ГОСИНТИ, 1981.-4 с.

80. Стефани Е. П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. М.: Энергия, 1972. - 376 с.

81. Судник Ю.А., Бочков А.Ф. Построение интервальных моделей технологических объектов управления. // Моделирование, автоматика и вычислительная математика в сельском хозяйстве: Сб. научн. тр. МГАУ. М.: МГАУ, 1994.-С. 45-48.

82. Судник Ю.А. Интервальный метод моделирования сложных объектов управления. / «Наука техника - образование». Межвуз. сб. научн. тр.

83. Барнаул: Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова, 1998.- С. 288 300.

84. Суэтин П. К. Классические ортогональные многочлены. М.: Наука, 1979.-416 с.

85. Теория систем с переменной структурой. / С. В. Емельянов, В. И. Уткин, В. А. Таран и др./ Под ред. С. В. Емельянова. М.: Наука, 1970.

86. Уткин В.И., Орлов Ю.В. Теория бесконечномерных систем управления на скользящих режимах. М.: Наука, 1990. - 133 с.

87. Федоров П.В. Разработка методов оптимального управления транспортными ДВС. М.: МГТУ, 1996. - 42 с.

88. Фериер В. О нелинейных звеньях в системах автоматического регулирования. Тр. 1 Конгресса ИФАК. М.: Изд-во АН СССР. 1961. Т. 1. С. 569-581.

89. Хоменюк В. В. Элементы теории многокритериальной оптимизации. М.: Наука, 1983.-124 с.

90. Цыпкин Я.З. Релейные автоматические системы. -М.: Наука, 1974. -576 с.

91. Честнат Г., Майер Р.В. Проектирование и рачет следящих систем и систем регулирования. Часть 1. / Пер. с англ. Под ред. А.В. Фатеева. М. -JL: Государственное энергетическое издательство, 1959. - 487 с.

92. Шавров А. В. Методы многокритериального управления технологическими процессами в условиях неопределенности // Электромеханические и электротехнологические системы и управление ими в АПК: Тр. ВСХИЗО.- М., 1992.- С. 58 80.

93. Шавров А. В. Показатель изменения управляющих воздействий в автоматических системах.//Вестник сельскохозяйственной науки.-1991.- № 8. С. 126-127.

94. Шавров А. В. Современные методы адаптации. // Межотраслевые вопросы науки и техники. Обзорная информация. Вып. 5. М.:ГОСИНТИ, -1981.-36 с.

95. Шавров А. В., Солдатов В. В. Многокритериальная оптимизация стационарных систем в условиях статистической неопределенности // Мех. и электр. с. х.- 1986.-№ 12-С. 11-16.

96. Шавров А. В., Солдатов В. В. Многокритериальная оптимизация стационарных систем с запаздыванием в условиях статистической неопределенности //Мех. и электр. с. х. -1987. № 1 - С. 49 - 52.

97. Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. М.: Машиностроение. -1990. - 160 с.

98. Шавров А. В., Солдатов В. В., Переверзев А. А. Метод активной идентификации объекта в замкнутых системах цифрового управления. / Сборник научных трудов РГАЗУ. Общество, экономика и научно технический прогресс. - М.: РГАЗУ, 1999. - С. 95 - 100.

99. Шавров А.В., Солдатов В.В., Переверзев А.А. Настройка цифровых систем управления методом вспомогательной функции. / «РГАЗУ агропромышленному комплексу». Сб. научн. тр. РГАЗУ в двух частях. Часть вторая. - М.: РГАЗУ, 2000. - С. 271 - 273.

100. Шавров А.В., Коломиец А.П. Автоматика. М.: Колос, 1999. -264 с.

101. Шапиро Ю. М. Новые регулирующие программируемые микропроцессорные приборы ПРОТАР. // Теплоэнергетика. 1987. — № 10. -С. 5-11.

102. Шашихин В.Н. Задача робастного размещения полюсов в интервальных крупномасштабных системах. // Автоматика и телемеханика. -2002. -№ 2-С. 34-43.

103. Шичков Л.П., Алексеев А.Ф. Цифровой тиристорный регулятор. // Радио. 1986.-№8.-С. 56-58.

104. Andreev N.A. New Dimension a Self Tuning Controller that continually optimizes PID Constants / Control Engineering. 1981. Vol. 28, № 8. P. 84, 85.

105. Astrom K. J. Adaptation, Auto-Tuning and Smart Controls. Proc. ofthe 3th. International Conference on Chemical Process Control. California, 1987, p. 427-466.

106. Astrom K. J. Adaptive Feedback Control// Proc. IEEE. 1987. № 2.

107. Astrom K. J., Hogglung T. Automatic tuning of Simple Regulators. Proc. IF AC 9th World Congress. Budapest, 1984, Vol. Ill, p. 267-272.

108. Bailey S. J. Will Process Controllers Survive? // Control Engineering. 1984. №9. P. 117,118.

109. Clarke D. W., Gawthrop P. J. Self-Tuning Control // Proc. IEE. 1979. Vol. 126. № 6. P. 633-640.

110. Clarke D. W., Gawthrop P. J. Implementation and Application of Microprocessor-Based Self-Tuners // Automatica 1981. Vol. 17. № 1. P. 233-244.

111. Dilmont G. A. On the Use of adaptive Control in the Process Industries. Proc. of the 3th International Conference on Chemical Process Control. California, 1987, p. 467-500.

112. Hess P., Radkc F., Shuman R. Industrial application of a PID Selftuner used for System Start-up. Proc. IF AC 10th World Congress. Munich, 1987, p. 21-26.

113. Kraus T. W., Myron T. J. Self-Tuning PID Controller uses Pattern Recognation Approach // Control Engineering. 1984. № 6. P. 106-111.

114. Marsik J., Streja V. Application of identification free Algorithms for Adaptive Control. Proc. of the IF AC 10th Congress Munich, 1987, p. 15-20.

115. Morris H. N. How Adaptive are Adoptive Process Controllers? // Control Engineering. 1987. № 3. P. 96—100.

116. Seborg D. E. The prospects for advansed Process Control. Proc. of the IF AC 10th World Congress. Munich, 1987, p. 281-289.

117. Tachibana K., Suchiro Т., Tadayoshi S. A Single Loop Controller with Auto-Tuning Systemusing the Expert Method // Hita- chi Review. 1987. № 6.

118. Солдатов B.B., Шаховской A.B., Жиров M.B. Робастные многопараметрические алгоритмы управления. // Промышленные АСУ и контроллеры.-2002. №6.-С. 19-23.

119. Солдатов В.В., Шавров А.В., Громов А.С. Робастное управлениесистемами с неточно заданными параметрами объектов. // Приборы и системы. Управление, Контроль, Диагностика. № 7. - 2004. - С. 20 - 25.

120. Солдатов В.В., Ухаров П.Е. Адаптивная настройка систем управления с ПИД регуляторами в условиях информационной неопределенности // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. № 8. С. 16-20.

121. Харитонов А.С. Гармония хаоса и порядка в круговороте энергии. Холистическая парадигма природы, человека и общества. М.: РФО РАН, 2004.-147 с.

122. Солдатов В.В., Ухаров П.Е. Адаптивная настройка систем управления с ПИД регуляторами в условиях информационной неопределенности // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. № 8. С. 16-20.

123. Солдатов В.В., Ухаров П.Е. Применение метода золотого сечения в адаптивных системах управления // Труды X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 27 28 мая 2004 г. Вып. 9, том 2. - С. 402 - 405.