автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка и исследование алгоритмов адаптивного управления с неявной эталонной моделью на основе полиномиального подхода

Г! 5 4 0 9 0

Министерство электротехнической Академия Наук

промышленности и приборостроения СССР

СССР

ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ( автоматики и телемеханики !

На правах рукописи

КУРИЛЕНКО Владимир Анатольевич

УДК 681 .513.6

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ С НЕЯВНОЙ ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ НА ОСНОВЕ ПОЛИНОМИАЛЬНОГО ПОДХОДА

( 05.13.01 - Управление в технических системах )

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Диссертация выполнена в Институте проблем управления

( автоматики и телемеханики ).

Научный руководитель : д.т.н., профессор Ядыкин И.Б. Официальные оппонента : д.т.н., профессор Буков В.Н.

х.т.н., ст.н.с. лотоцкий Б.А.

Ведущее предприятие: Московский институт электронного машиностроения

Зацита диссертации состоятся ПС'--. ¿/V/ 1990 г. в

_/С ' час. на заседании Специализированного Совета

Д.002.68.02 Института проблем управления

Адрес Института: Москва, В-342, Профсоюзная 65, Телефон Совета: 334-93-29

С диссертацией моано ознакомиться в библиотеке Института проблем управления

Автореферат разослан: " £ " с'А /'-у^Х-/ 1990 г.

Учении секретарь Специализированного Совета, доктор технически:', наук,

ЛВОйС-СССР ,)/; / л _ СОГОИОИ-л1 3. С.

из. тл

-3-

и. л i лш

1 тдел хертлуй

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Последние два десятилетия характеризуются интенсивным развитием теории и практика адаптивного управления. С одной стороны,это обусловлено тем, что в связи с быстрым прогрессом в области технического развития промышленного производства резко усложнились задачи управления техническими системами и технологическими процессами, которым свойственны, как правило, нелинейность, многомерность управляющих и возмущающих воздействий, неопределенность и изменение в широких пределах их параметров. Решение этих задач при помощи традиционных методов теории управления с применением регуляторов с постоянными параметрами в ряде случаев невозможно, что приводит к.необходимости использсгания адаптивных систем управления, предназначенных для работы в условиях неопределенности.

С другой стороны, исследования в области адаптивного управления стимулируются стремительным соверпенствованием микропроцессорной техники в возмоаностыо создания на ее основе сравнительно дешевых промышленных регуляторов. По сравнению с аналоговыми управляющими устройствами микропроцессорные регуляторы обладают более высокой надежностью, функциональной гибкостью, меньшими габаритами и стоимостью, возможностью реализации более слогных алгоритмов управления.

Вместе с теи, при проектировании адаптивных систем микропроцессорного управления необходимо учитывать ограничения на алгоритмы управления, которые налагается техническими характе-

ристиками микропроцессоров, такими,как быстродействие, объем памяти, длина слова и др. Это особенно относится к алгоритмам управления многосвязншш объектами с неопределенными параметрами, где объем вычислений существенно возрастает с увеличением размерности объекта.

Следовательно, создание 'эффективных ц надегших алгоритмов адаптивного управления современными технологическим:; процессами на базе микропроцессорных средств является актуальной задачей теории управления слоеным» техническим;: система:!;;.

Цель работы. Цельи настоящей диссертации является разработка и исследование алгоритмов адаптивного управления с неявной эталонной моделью для управления слоаньши технологическими процессами, исследование устойчивости адаптивных систем с предлагаемыми регуляторами, разработка микропроцессорной системы настройки регуляторов температуры диффузионного оборудования.

Методика исследований. При выполнении диссертационной работы использовались метода линейной алгебры, математического анализа, теории матриц, теории дискретных систем управления. Научная новизна работа заключается в следущат

- исследованы различные подхода к синтезу алгоритмов настройки параметров матричных регуляторов с неявное эталонной моделью, получены алгоритмы самонастройки в явной и паявиой §орг-;а;

- осуществлен синтез и исследованы дшамкческпа сес^ся» здал-тивиих регуляторов с неявное эгаяонаой иоделы«,

гцгаг аакжутой сыстсггз устойчивость ^ чало::;

- разработана гаифоагоцвссоргая сьс.'з:.'-: Г'^ст-с^:.:. у.^чо'лгя;

регуляторов температуры диффузионных электропечей .применяемых при создании изделий электронной промышленности.

Практическая ценность работы состоит в следующем: - полученные алгоритмы адаптивного управления достаточно просты и удобны, имеют сравнительно небольшой объем вычислений и могут быть реализованы в микропроцессорных системах управления технологическими процессами и техническими системами в различных отраслях промышленности: энергетике, химии, нефтехимии, нефтепереработке, газовой и атомной промышленности и др.;

• предложенные модифицированные адаптивные регуляторы обеспечивают системе устойчивость в целом, что доказывает принципиальную возможность их практической реализация на основе микропроцессорных средств;

• разработанная микропроцессорная система настройки матричных регуляторов температуры диффузионных электропечей позволяет улучшить качество управления температурой газов в реакторе электропечи и повысить процент выхода годных изделий полупроводникового производства; предложенная методика построения микропроцессорной системы настройки может быть использована при разработке подобных систем автоматического управления.

Реализация результатов работы. Разработана микропроцессор-¡ая система настройки многоканальных регуляторов температуры [иффузионных электропечей на предприятии п/я В-8495. Практичес-ое применение результатов диссертационной работы подтверлдает-я соответствующими справками о внедрении,,

Алробацкя результатов. Основные результаты работы били до-ловены :

- на Всесоюзной научное конференции "Актуальнее проблемы строительства", г.Воронеж, 1987г.;

- на хххту конференции молодых ученых Института проблем управления, Г.ИОСКВа, 1988г.;

- на V Всесоюзной научной конференции "Математическое коделпро-ванке слоеных ХТС", г.Казань, 1988г.;

- на Всесоюзной научной, конференции "Автоматизация п роботизация в химической промышленности", г.Тамбов, 1988г.;

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Контроль и управление в современном производстве", г.Ереван, юаег.;

- на XI Всесоюзной совещании по проблемам управления, г.Ташкент, 1989Г.

Полученные в диссертации результаты были использованы при разработке пакета прикладных програгш автоматизированной настройки регуляторов обдепрошшлешюго назначения "АДАКОН", который был отмечен серебряной ыедальэ па выставке "Новое в наивно-строении-эо.Перестройка в действии", Носква, ВДНХ СССР, 1989г.

Публикации. По тема диссертация опубликовано 7 пачагпсс: работ..

Структура к обьел работа. ДЕСС0ртацпз;и:гг: работа ссстост 22 вседеапя, трех глас, сшисзчоапч, списка цц^.уусио:: лгтггету-5-1 :: праяогезкс. Работа содсргст 120 стразся сспсзпсго : •2zazuz.fi я? рсс^гжсг» 127 бг^огг-с'.-госсив: с

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертацион-ноП работы, рассматриваются основные направления решения задачи построения адаптивных систем управления с эталонной моделью; определена цель диссертационной работы, проведен обзор основных полученных результатов по главам.

В первой глава рассматривается синтез адаптивных матричных регуляторов для систем с неявной эталонной моделью (НЭМ).

В параграфе 1.1 приводится общая постановка задачи, определяется цель адаптивного управления для систем с НЭМ, рассматриваются общие условия компенсации несоответствия динамических характерастик системы и ее эталонной модели. Предполагается, что объект управления описывается следующей авторегрессионной моделью скользящего среднего:

Аи'ЪуиМг^ви'Ъчи) , (1)

где у(ь) - выходной сигнал объекта, у(1)ейп ; ии> - входной сигнал объекта, ч^ед0 ¡.к - дискретное запаздывание,к^и ; г"1 - оператор сдвига на.один такт назад, А(г-1) и ви"1) - полиномиальные матрицы ОТ и-1 ,А(2-1)енпхп(г-1),в(2~1)енпхт(г-1).

Пблзномпалышы матрицам а(г-1) и в(г-1) сопоставляются взаимно простые-справа полиномиальные матрицы а*(г-1) и в*(г~1), удовлетворяющие соотнесению:

А(2"1)"1В(г"1)=В*(г"1)А,1(2"1)"1 , В (г (г ), А (г (г ).

Предполагается, что параметры матриц A(z_i) и b(z_1) являются постоянными, но неизвестными по величине, и что их оценки определяются при помощи некоторого алгоритма параметрической идентификации.

Управление объектом (1) осуществляется при помощи линейногс регулятора, который описывается уравнением

RIz'bultJrQfz'Mgitl-Siz'Mytt) , (2)

где g(t) - задающее воздействие, gftjer1 , r(z-1), QU"1), s(z_1) - полнномиалыше матрицы от z-1, R(z""1 )енга*хш(z"1 ),

m -1 , о/ -1 .^„mxn, -1

Q( z R ( z ) , S( z )£R • ( z ) .

Предполагается, что .желаемые динамические характеристики системы (1 ),(2 ) определяются характеристиками ее НЭН, которая описывается уравнением

у (t)=wm(z-1)g(t) , (3)

ш ш

где ym(t) - выходной сигнал НЭМ, ym(t)eRn; wm(z-1) - матричная передаточная функция НЭМ.

Целью адаптивного управления является соблюдение тождества y(t)"ym(t) , (4)

которое при нулевых начальных условиях соответствует тождеству

w(z_1)bW (е-1 ) , (5)

Ш

где w(z-1)-матричная передаточная функция системы <1),(2).

Цель (4) ыокет соответствовать программному управлению, стабилизации выходного'сигнала объекта, слегению за эталонной траекторией.

Ставятся следувягя задала: иа ос::озе ояшок параметров модель сбгеэта (1) построить лекгметр?.! г^рулятора -2) такки ооиа-

$ом, чтобы добиться наилучшего приближения динамических харак-гервстик системы (1),(2) и ее НЭМ (3).

Решение этой задачи предлагается осуществлять при помощи модальных регуляторов в ПИД-регуляторов. В этом случае проверка возможности компенсации несоответствия дянамнческих характерис-гик системы и ее НЭМ сводится к проверке совместимости линейного матричного алгебраического уравнения вида

ьв=к ,

?де ь и N матрицы, зависящие от параметров объекта управления и 4ЭМ, д - матрица оптимизирующих параметров адаптивного регулятора.

В параграфе 1.2 предлагаются алгоритмы самонастрйки в яв-юа и неявной форме матричных регуляторов с НЭМ и заданным рас-юлохением полюсов. Параметры полиномиальных матриц Ж г-1) и 5(и-1) определяются из следующего дкофантова уравнения:

н(г"1)А*(2-1)+2-к8(2-1)в*(2!-1)=р(2"1)1 , (6)

П

?(г""1)-асимптотически устойчивый полином от г-1,определяющий же-таемое расположение полюсов системы на комплексной плоскости. Матричная передаточная функция НЭМ (3) имеет вид У (2-1)=2-к Н(г"1)

?де н(г-1)еяпх1(г~1); ^(г-1) - асимптотически устойчивый полином.

Параметры полиномиальной матрицы 9(г'1) определяются из ус-юзпя наилучшего приближения динамических характеристик замкнутой :истемы (1),(2) и ее НЭМ (з). В качестве функционалов близости динамических характеристик системы и ее НЭМ используются следующие функционалы:

с-

I Е1 =1

где Е(2 -*)-».,( =

1 (С-К)

"Л

ери где с - натовца параиатров йояншкшаяьЕих мат-

рица с(г" • и - шгераца параметров полгшогшшьаой

матрицы «{в"1)•

;.=0 • а -г а

гда %» А~4< 1 ^ ' ^ " шсовоа коэффвцаент, В*| - оакладова порка аактора.

Сптнмвзнруюзая мвтраца 5 параметров «(в'1) определяется в результате реяэнкя системы алгебраических уравнение в имеет следующий общий вид:

У=М+К (7)

где м,к - некоторые матрицы, определяемые ва основе информации о параметрах эталонной модели н оценках параметров объекта управления.

В параграфе 1.3 процедура синтеза алгоритмов настройки,

рассмотренная вшз, обобщается ва сяуив, когда о нолях обеспечения скстегш грубости к ошбкен тпвслешв я аст&тгтаскюс свойств в- уравк-зпЕз регулятора ззодптся составлявшая с 1-е'1;.

Параграф 1.4 посш&;зи егштозу алгоргтш кастройки адастшг-норо матрпчаого 1ВД-рерулятора с Н34, структура изм соотобзсггу-ет структуре основного контура сясякйш уп?аздан2я.

н

Целы* адаптивного управления является совладение равенства передаточных функций замкнутой системы и es НЭК, которое соответствует соотноиеню

<Hs~l)*G <s_1i (8)

1С

где G{a~x) па (z_1) - матрячкыз передаточные функция разомкнутая

Е

системы и es НЭМ соответственно.

Равенству (8) сопоставляется покотороз лшоаное матричное уравнение относительно параметров ПВД-регулятора, из которого искомая настройка регулятора определяется в общем зад® (7).

Проводится анализ адаптируемости основного контура систекн, определяются условия реализуемости тождества (5) в рамках заданной структуры системы управления.

Во второй главе осуществляется синтез адаотнвннх регуляторов с НЭИ а задапкнм располоаенаеи полэсов, обеспечивающих устойчивость в целом системе управления (т.е. ограниченность сверху аб-солйтннх значений сигналов в замкнутом контуре арп лэбах ограничение начальных условиях састемн), н рассматриваются их дзнаия-чйсхио свойства. Настройка параметров регуляторов осуществляется из основа алгоритмов, рассмотренных в главе 1.

В параграфе г.1 формулируется задача сяятаза' ^стоачнвой б цэлом адаптивной систегаз управления. Объокт управления представляется в зада авторегрэссиопноЭ ыоделя скользпдаго среднего вяла (1) с одшвд входом в однш выходом (п*а*1). Регулятор описывается уравнением вида (2) (1»1) а ого параметра определяются 'щж помкящ соотшвенха, аналогвчння (в),(7).

Орш адаптивном управления с использованием оценок парамет-

ров указанной модели объекта возникают следующие основные трудности :

- разрешимость диофантова уравнения вида (6), в котором параметры модели объекта заменены их оценками, поскольку при наличии общих корней у полиномов идентифицированной модели это уравнение может не иметь решения;

- анализ устойчивости синтезированной адаптивной системы управления.

Ставится следующая задача: определить алгоритмы адаптивного управления на основе рассмотренных в первой главе алгоритмов самонастройки в явной форме, позволяющих преодолеть указанные трудности.

В параграфе 2.2 рассматривается алгоритм идентификации параметров модели объекта, представляющий собой рекуррентный нормализованный метод наименьших квадратов, и его свойства.

В параграфе 2.3 приводится алгоритм адаптивного управления рассматриваемым объектом. Вводится в рассмотрение,функция

а(е(г:)) = 1аегм(еи))1 ,

где еи) = [а1(ъ),...,апи),ь1и),...,ьпинт,

1 . о ; ьхи) о 1

аг(Ъ) '1 , ; • . I

• ' • . а (г) ' ; , ' ЬЛ1)

} * Ь (Ь) .

. 1 п

м(еи)) =

10 ' ' ! О " ^

п

a.(t), b-^t), i=i,n - оценки параметров модели объекта, которая характеризует разрешимость диофантова уравнения ( d(e(t))=o в случае, когда полиномы идентифицированной модели имеют общие корни ).

Вводятся следующие предполозення:

а) известны некоторая допустимая нижняя граница е0 функции d{9(t ) ), O<Cg<d(0) , И некоторое ЧИСЛО е* ,egSe*<d(0 ) (в - вектор параметров модели объекта ) ;

б) Ig(t)isg" , g* - некоторая известная константа;

в) dOionte"*

В случае, когда d(e(t))<e* считается, что в момент времени t уравнение вида (6) является плохо обусловленным.

Алгоритм управления. Dar i. Идентификация параметров модели объекта при помощи рекуррентного нормализованного метода наименьших квадратов, aar 2. Определение параметров полиномов- регулотора R(t,z-1) и S(t,z-1):

* -1 -1

а) если d(8(t)<e , то R(t,z )=R(t-i,z ),

S(t,z-1)=S(t-l,z~1);

* —i -1

б) если d(8(t))ie , то R(t,z ) и s(t,z ) определяется

гзз соотношения вида ( б ). 'lar 3. Определение параметров полинома регулятора Q(t,z-1):

еСЛЯ d(9(t))<e* , то Q(t,z_1)=q(t-i,s_1 ) ;

* -i

m пели d(9( t ) )ье , то q( t,з ) определяется из cootïîo-

"n

-»Гил вида (7), прячем, если £ lq.(t)l > , то

i=t 1

e(t,s"1)=Q(t-l,B~l) ( qjL(t) - паремэтры ПОЛЕНОНа a0 - некоторая известная константа )• Шаг 4. Расчет управляющего воздейсташ е® соотвосенкг

R(t>S5~1)u(t)«e(t,E~I-)g(t)-S(t,c"1 )y(t) + f{t> ,

I

U(l+B(t))4-lC , ОСЯХ t«I,

fit)*

[о в проташоз: СЯУЧЕО

ГДЗ О<»!<«» ; 2п*1<» , 1«К ;

o(ttl)=>oa(t)+lu(t) Uly(t) I , □(О)*0 , 0<а<1 ; мнозестао i^, определяется сле^увЕ^в: образов: , если Б1шолняг?гсл соотаоогшш

а) d(8(t-i))<c , i«0,1-1 Е

б) d(8( t-1) )kc*: ЕЯЕ t-ieif (fcSl).

Далее производятся установка t^t-t-i г возвращение к иагу ь

В это» алгоритма в целях ограначенш сверку абсолютных эна-ченнС параметров регулятора осущзстзлястсЕ та "замораживание" с моменты плохой обуслоалонностЕ двофаятова-уравнешш, что ваано для практической реалнзуемостг регулятора, Для обасаечаиия устойчивости о целом система в алгоргтао управления используется нелвнеаннЁ сагнал обратной связи f(t), действие которого воаыоз-во только в момента плохое обусловдешзоста ДЕо§ааго5£ уравнена:.

В параграфе 2.4 рассматривается устойчивость б целом сннто-звровавво@ адаптивиоа система управления. Осаовяш результатов параграфа является доказательство слвдушщх утвередешг£.

Леша г.4. Для рассматриваемой састемы управления существу-8Т ТЯХОЁ M0M9ST ВДОМЕХ **<• , что f{t)»o при t>Tv

теорема 2Л. Пра лгбшс ограниченных начальных условиях для ^осматриваемой саствка управления справедливы следугядае утверн-

зн11я :

а) фуНИЯНЯ y(t), U ! t ) , ait) являэтся огэанггаешшма оуикци-tftcî ъъттп;

б) еяюлшэтся соотношения

.-з(?(з~л >7u)-b(t,z"i)Q(t,2~1))3(t>«0

MalPli'1)u(t)-A(t,sri)Q(t,z"i))g(t)=0 .

• .»э

Эта тоорама обосноанвает првнцяпаальнуп возыонность практя-эской реалязащга алгоритмов, полученных s главе 1.

Следует зшэтнть, что ) "заморааивалне" параметров регулятора, ограничение задавшего лгнала являются естественкшв в необходимыми в практических рялохенвях алгоритма, что связано прежде всего с конструктивна ограшгаенвямх реальных объектов управления н ограначен-остьв длины слова микропроцессорного регулятора; > нелинейный сигнал обратной связи f(t) вносит определенное озмущение в дгшамжку*системы, что ыояет отрицательно повлиять а ее поведенве. Уменьшгть это влияние мозет проектировщик на гадии разработка системы путем выбора соответствующих значений араметров u a i

В тсотьоЗ глава рассматривается разработка алгоритмического програьасшго обеспо^ангш микропроцессорной системы настройки «огоканалыпос г?огул»ггорсв теапеюатурн диффузионного оборудовала на основа прппцваа адзлташюго гторавлепия с тязной эталонно-!

моделыо с использованием алгоритмов, полученных в главе 1.

В параграфе 3.1 приводятся общие сведения об автоматических и автоматизированных системах настройки параметров регуляторов, рассматриваются их возможности и преимущества по сравнению с ручной настройкой регуляторов.

В параграфе 3.2 рассматриваются особенности регулирования температуры диффузионных электропечей, в которых проводятся технологические процессы термоокисления кремния и диффузии легирующих примесей в монокристаллический материал при изготовлении интегральных микросхем; Скорости протекания процессов диффузии и окисления имеют существенную зависимость от температуры. Поэтому для удовлетворения современным требованиям к качеству проведения указанных процессов необходимо обеспечивать с высокой степень» точности заданные статические и динамические характеристики оборудования .

Сказанное в полной мере относится к трехзонной диффузионной электропечи "ОКСИД-з", представляющей собой цилиндрическую камеру, в которой размещен кварцевый реактор. Процессы обработки пластин проводятся, внутри реактора печи, на внешней стороне которого расположены три распределенных по длине электрических нагревательных элемента, имеющих независимое питание. Контроль за температурой газов, в реакторе и ее регулирование осуществляется в в каждом из трех каналов управления с использованием сигналов от соответствущих термопар. Управление мощностью, подаваемой на каждый нагревательный элемент, осуществляется при помогли микропроцессорного блока управления "ОРИОН-4", реализующего цифровые

законы управления.

Электропечь "ОКСИД-3" является слоаным объектом управления температурой с тремя управляющими нагревом входами и тремя конт-ролируеяыни выхода!.«! с взаимовлиянием каналов управления. Параметры тепловой динамики в реакторе являются неопределенными вследствие нелинейности характеристик нагревателя и динамики тепловых процессов, а такае влияния различных технологических факторов, к которым относятся степень и характер загрузки реактора, ее расположение по отношению к нагревателям, тип газовой среды знутри реактора и др.

3 параграфе 3.3 описывается программа я процесс получения входо-еиходных характеристик для моделирования динамики тепловых процессов в реакторе. Приводится модель объекта в виде матричной авторегрессионной модели скользящего среднего второго порядка.

В параграфе 3.4 рассматривается проектирование базовых матричных регуляторов температуры и эталонных моделей системы управления. В технологическом цикле обработки кремниевых пластин в диффузионных электропечах выделяется два основных режима управления температурой в реакторе: вывод системы на заданный температурный рехт и высокоточная стабилизация системы на заданном температурном рениме. Первый из них характеризуется существенны-•ш изменениями.параметров объекта и для него предлагается ис-пользовлть матричный модальный регулятор, обладающий робасткннп

"зойстг' и •

2 ,/ят.21е стабилизация темпердтуры предлагается испорю о-ьггь у.атричнта •ШД-регулятор, поскольку ПИД-законк управления ::о*оло

зарекомендовали себя для стабилизации температуры в диффузионных установках других типов.

Настройка указанных регуляторов температуры осуществляется при помощи алгоритмов на основе принципа адаптивного управления с неявной эталонной моделью, синтезированных в главе 1. С целью компенсации взаимовлияния соседних зон регулирования с уменьшения неравномерности распределения температур в реакторе синтез эталонных моделей замкнутой системы при выводе на температурный рёккм и стабилизации осуществляется на основе автономного по каждому каналу управления представления моделей.

В параграфе 3.5 описываются принципы построения и алгоритмическое обеспечение микропроцессорной системы настройки регуляторов температуры <МСН). МСН решет следующие основные задачи:

- определение факта изменения тепловой динамики в реакторе печи;

- формирование эталонных моделей системы управления;

- генерация необходимых тестовых сигналов;

- измерение, отобрасонке г регистрация всех необходимых сигналов и характеристик;

- идентификация параметров тепловой динамики в реакторе печи;

- формирование настроек базовых регуляторов.

Идентификация параметров модели объекта осуществляется на основе экспериментальных наблюдений его входо-выходпьз: характеристик при помощи рекуррентного метода наименьших жвадратоа. К достоинствам алгоритмов настройки базовых матричных регуляторов сладует отнести их достаточно простой вид, а такге то, что в пйг учитывается взаимосвязь каналов регулирования.

В параграфе з.б рассматривается программное обеспечение регуляторов температуры НСН. Оно разработано на языках макроассемблер !Ш(РО-11 в ФОРТРАН-4 с нспольэоваапеи ОС РАФОС и занимает 1.2 Кб ПЗУ микропроцессорного блока управления "ОРКОН-4".

Параграф 3.7 посвящен испытаниям разработанной спстегш в составе статного диффузионного оборудования "ОКСИД-з". В них входила здентнфакацпя параметров неделя объекта управления с различная тестовыми сигналами, настройка параметров регуляторов на различных температурных резпках, форалронание п использование различных эталонных моделей замкнутого контура, переход на задан-

темлиоатурный резни без загрузки реактора, компенсация тепловых возмуценпй в резнме загруэкп-выгрузка обрабатывавши пластин, переход с одного температурного решша на следующий резснм с загрузкой реактора по определенной временной прсгран»«, стабилизация температуры в резкие обработки пластин на заданном урозне с необходимой точностью.

Испытания разработанной НО! далн следукзще основные результата:

- удовлотзорзтэльпая точность оценок параметров объекта была получена за 35-30 пторгцза работа НС11;

- сбзео г.пс:2Т пдаптп^лкацип п ластрсйкп параметров кгядого пз гатрз-г'тс? рзгулятороо гкаеерздура ( 27 параметров ) составило около глух тасоэ, ото о о-ю раз ксяьпэ прсмэгга, гатрачпвагео-го па г-ссг^сп:^ тгг.ггото р-.гуяпгора;

- 2рс:;я -.?:долвяг ПРСЕОССОЗ со сехраггглссь о г-од--«i г" по счгзплт'пи со 2йр~5»прс*1 '

величине нестабильности температуры, что позволяет поднять производительность диффузионной установки в среднем на 2ох . В заключении даны основные вывода по результатам исследо-

ний .

В прилояении представлены справки о.внедрении результатов диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Предложена методика синтеза алгоритмов настройки параметров матричных регуляторов на основе принципа адаптивного управления с неявной эталонной моделью для многосвязных систем. Исследовано два подхода: приближение матричных передаточных функций системы и ее неявной эталонной модели и приближение их временных характеристик .

2. Определены структура и алгоритмы настройки адаптивных матричных регуляторов, которые обеспечивают системе заданное расположение полюсов и приближают динамические характеристики системы

и ее эталонной модели. Для этих регуляторов определены условия компенсации несоответствия динамических характеристик системы и ее эталонной модели. Приведены алгоритмы самонастройки в явной и неявной форме. Показано, что алгоритмы самонастройки в неявной форме пмевд1 существенно меньший объем вычислений, чей соответст-вуюше алгоритмы самонастройки в явной форме.

о. Получен алгоритм настройки адаптивного матричного ПИД-регуля-гора с иеязной эталонной моделью. Проведен анализ адаптируемости основного контура системы управления, сформулированы необходимые я достаточные условия реализуемости цели управления. а. Получены модифицированные алгоритмы адаптивного управления с заданным расположением полисов и неявной эталонной моделью. В целях обеспечения системе устойчивости в целом я возможности ее практической реализации в момента плохо'! обусловленности алгоритма настоойки в управляющее воздействие вводится аддитивный нелинейный снгнал обратной связи и осуществляется "замораживание" кос;х>:?тп!ентов регулятора. Определены динамические свойства системы, доказана ограниченность сверху абсолютных значений коэффициентов синтезированных адаптивных регуляторов, ограниченность по з?смени действия нелинейного сигнала обратной связи, устойчивость в целом адаптивной системы управления. 5. Разработана микропроцессорная система настройки многоканальных регуляторов температуры шюгозонхшх диффузионных электропечей, применяемых при создании изделий электронной прошсзленнос-ти. В ее Оункцин входит определение Факта изменения тепловой динамики з рвшгаоре пэча, формирование эталонных моделей системы, ''знерация тестовых сигналов, идентификация параметров тепловой гшамикп з оеакторе печи, вотирование настр9ек базовых регуляторов. П-ого'пеки отзтио-прс?агг?л,эн1ше пепатаняй езетега. Экономи-ссхай г. 1:г\ получений па отапо опгггно-премкаловшого анедре- • ля рвзу:;.у;"лоз псслодсзашй, составляет 65 тысяч пубяеЛ л гт.

-гг

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО TEMS ДИССЕРТАЦИИ

1. Заляев А.И., Куриленко В.А., Ядакнн И.Б. Автоматизированное проектирование адаптивных регуляторов состава композитных строительных материалов.- В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции "Актуальные проблемы строительства". - Воронеж: ВИСИ, 1987.- С.84.

2. Заляев А,И., Куриленко В.А..Ядыкин И.Б. Автоматизированное проектирование адаптивных ПИД-регуляторов. - В кн.: Тезисы докладов v Всесоюзной научной конференции "Математическое моделирование сложных химико-технологических систем".- Казань, 1988.-С.255.

3. Заляев А.И., Куриленко В.А.,Ядыкин И.Б. Адаптивное управление .многосвязнки химико-технологическим процессом.- В кн.: Тезисы докладов v Всесоюзной научной конференции "Математическое моделирование слоеных химико-технологических систем".- Казань,

1988.- C.130

4. Заляев А.И..Куриленко В.А., Ядыкин И.Б. Робастный адаптивный регулятор с неявной эталонной моделью.- В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции "Автоматизация и роботизация в химической промышленности".- Тамбов: ТИХМ, 1988.- с.ist.

5. Куриленко В.А. Синтез адаптивного регулятора теплового технологического процесса. - В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции "Контроль п управление в современной производстве",- Ереван, 1988.- с.171

6. Курнленко В.А. Адаптивный регулятор с эталонной моделью для объектов управления с одним входом и одним выходом.- Москва, 1989.- 14с.- Рукопись представлена Институтом проблем управления.- Деп. В ВИНИТИ 09.01.39, N~258-B89.

7. Кузнецов Н.Н.,Заляев А.И.,Вараник Ю.С..Куриленко В.А., Кохан Н.П., Мухин Б.С. Многоканальный регулятор температуры для диффузионных электропечей с автоматизированной системой настройки. - В кн.: Тезисы докладов Ш Всесоюзного совещания по проблемам управления.- Люберцы: ВИНИТИ, 1989.- с.213-214.

Т-ЮЗ-'5 Подписано в печать II.06.S0r Заказ 8> & 100 экз.