автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Робастное управление электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов с неточно заданными параметрами

На правах рукописи

ГРОМОВ АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ТЕРМООБРАБОТКИ ВИНОМАТЕРИАЛОВ С НЕТОЧНО ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Специальности: 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (сельское хозяйство)»; 05.20.02 - «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

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

Научные руководители: доктор технических наук, доцент

Солдатов Виктор Владимирович; доктор технических наук, профессор Шавров Александр Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Фёдоров Павел В алентинович (05.13.06); кандидат технических наук, доцент Роенко Ирина Викторовна (05.20.02)

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ)

Защита состоится 22 декабря 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.056.03, в Российском государственном аграрном заочном университете (РГАЗУ) по адресу: 143900, г. Балашиха 8 Московской области, ул. Ю. Фучика, д. 1.

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

Автореферат разослан 18 ноября 2004 г.

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

Шавров А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Автоматизация технологических процессов в виноделии - доступный и сравнительно легко реализуемый способ увеличения эффективности производства винодельческой продукции. Это объясняется, в первую очередь, тем, что технологические аспекты большинства процессов в виноделии в настоящее время отработаны достаточно полно, а резервы повышения их эффективности, связанные с качеством управления и уровнем автоматизации в целом, использованы в меньшей степени. Указанные резервы особенно велики в случае повышения качества управления энергоёмкими технологическими процессами в виноделии.

К числу наиболее энергоёмких технологических процессов виноделия относится термообработка виноматериалов. Затраты на обогрев и охлаждение виноматериалов в среднем составляют 30 - 40 % от себестоимости продукции. Поэтому повышение точности управления температурными режимами резервуаров с виноматериалами (акратофоров), обеспечивающее переход к нижнему пределу допустимого интервала температур при нагреве виноматериала или к верхнему пределу при его охлаждении, экономически весьма эффективно.

Для достижения такого повышения целесообразно использовать методы робастного управления, микропроцессорную технику и прикладное программное обеспечение.

Однако повышение точности управления технологическими процессами виноделия достигается не только при внедрении новых, более совершенных технических средств управления, но и благодаря использованию методов и алгоритмов управления, наиболее полно учитывающих особенности управляемых процессов.

Таким образом, разработка методов и программно-технических средств управления технологическими процессами термообработки виноматериалов с учётом следующих обстоятельств: пространственной распределённости параметров объектов, их неполной управляемости, наличия весьма ограниченного объёма информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и параметрах виноматериалов, является актуальной.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы заключается в разработке методов и программно-технических средств для практической реализации робастных систем управления, эффективных в условиях информационной неопределённости относительно статистических характеристик возмущающих воздействий и динамических характеристик объектов.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи: 1. Построить математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов с учётом пространственной распределённости параметров управляемых объектов.

2. Разработать электротехнологию термообработки виноматериалов, обеспечивающую повышение пространственной однородности полей температур в акратофорах по сравнению с традиционными методами термообработки виноматериалов.

3. Разработать метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов, применимый в условиях информационной неопределённости относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и параметров динамических характеристик объекта.

4. Разработать метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информационной неопределённости относительно параметров динамических характеристик объекта.

5. Разработать методику оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.

6. Разработать с использованием SCADA-пакета прикладных программ методы синтеза программируемых систем отображения информации, предназначенных для сбора, визуализации, регистрации данных и управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

7. Разработать и внедрить микропроцессорную систему робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

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 программно-технических средств управления термообработкой виноматериалов на ОАО «Корнет».

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Разработан эффективный метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов, применимый в условиях информационной неопределённости относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и параметров динамических характеристик объекта.

2. Разработан метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информационной неопределённости относительно параметров динамических характеристик объекта.

3. Разработана электротехнология термообработки виноматериалов, применение которой способствует повышению пространственной однородности температурных полей в акратофорах с виноматериалами.

4. Разработаны математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов в виде дифференциальных уравнений и передаточных функций.

5. Разработана методика оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.

Практическая ценность результатов исследований заключается в создании новых методов управления и электротехнологии термообработки виноматериалов, позволивших:

- разработать алгоритмы и новые программно-технические средства робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов, эффективные в условиях информационной неопределённости • относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и параметров динамических характеристик объектов;

- разработать методику оценки экономической эффективности управления термообработкой виноматериалов;

- сократить затраты электроэнергии на термообработку виноматериалов, благодаря повышению точности поддержания заданных температурных режимов в акратофорах;

- повысить пространственную однородность температурных полей в акратофорах с виноматериалами;

- повысить эффективность учебного процесса при изучении студентами дисциплин «Теория автоматического управления», «Автоматика», «Технические средства автоматизации».

Внедрение результатов исследований. Результаты исследований использованы:

1. При управлении электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов на ОАО «Корнет» (г. Москва).

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

3. В учебном процессе, т.е. в методических пособиях, лабораторных работах и лекциях для студентов Московского государственного университета технологий и управления (МГУТУ).

Апробация. 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.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 4 научных публикациях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения. Она изложена на 130 страницах, включая 1 таблицу, 36 рисунков и список литературы из 123 наименований.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Метод робастного модального управления термообработкой

виноматериалов в условиях информационной неопределённости относительно статистических характеристик возмущающих воздействий и параметров динамических характеристик объекта.

2. Метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информационной неопределённости относительно параметров динамических характеристик объекта.

3. Математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов в виде передаточных функций.

4. Электротехнология термообработки виноматериалов, обеспечивающая повышение пространственной однородности температурных полей в акратофорах с виноматериалами.

Совокупность сформулированных и обоснованных научных положений, а также результаты их практической реализации и внедрения в производство представляют собой решение актуальной задачи по разработке робастных методов и систем управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов с неточно заданными параметрами, а также новой электротехнологии, повышающей качество термообработки виноматериалов.

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 различные особенности управления

электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

В результате установлено, что актуальна разработка робастных методов, обеспечивающих высокое качество управления при возможных изменениях статистических характеристик аддитивных возмущающих воздействий и динамических характеристик объекта.

Анализ показал, что в случае линейных стационарных систем экономические потери, обусловленные наличием ошибки управления е(Х), при ограниченной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий минимизируются при выполнении требования

где Д($) - характеристический полином замкнутой системы; ,5 - комплексная переменная; í - переменная времени.

Величину можно представить в виде

где ак, к — 0,П - коэффициенты характеристического полинома;

Ь — 1, П - нули характеристического полинома, или корни характеристического уравнения замкнутой системы

*=О н=\

(3)

Поскольку согласно выражению (2) значение оптимизируемого критерия качества управления |Л(0)] определяется расположением на комплексной плоскости корней уравнения (3), то и ограничения, которые необходимо учитывать при выполнении (1) также целесообразно представить в виде условий, которым должны удовлетворять корни , И = \,П.

Чтобы обеспечить требуемый запас устойчивости и необходимое затухание свободного движения замкнутой системы используются следующие ограничения:

где - относительное и абсолютное демпфирования свободного

движения системы соответственно, а - их предельно допустимые

значения.

Чтобы система была технически реализуемой необходимо учесть существующие ограничения мощности управляющих воздействий, т.е. обеспечить выполнение неравенства

где ы(1) - управляющее воздействие; Си - заданная постоянная величина, характеризующая предельно допустимую мощность управляющих воздействий.

Существует постоянная величина С,, такая, что при выполнении неравенства

п

О)

-А=1

с заданной вероятностью обеспечивается выполнение ограничения (6).

Таким образом, при оптимизации системы в соответствии с требованием (1) необходимо учитывать ограничения (4), (5) и (7).

Выполнение (1) с учетом ограничений (4), (5) и (7) обеспечивается при следующем расположении доминирующих корней уравнения (3):

зк=-Т}[\ + 1хк(тп)], * = 1,лд; (8)

где N - целая часть от Ид / 2; Ид - число доминирующих корней.

Отметим, что доминирующие корни ^, к — \,Пд уравнения (3)

удовлетворяют условиям

|5А| » |, Ке5А<Яе5А (£ = 1,ид; Л = ид+1,л),

(9)

где Н — Ид +1, П - недоминирующие корни уравнения (3).

На основании заданного равенствами (8) расположения доминирующих корней уравнения (3), удовлетворяющих условиям (9), можно определить значения параметров настройки используемого регулятора и неизвестное значение величины Т], при которых обеспечивается выполнение требования (1),

а также ограничений (4), (5) и (7). При этом число доминирующих корней Яд,

для которых при заданном регуляторе можно выполнить соотношения (8) и (9), устанавливается равенством

где Пр - число параметров настройки регулятора.

Поскольку для ПИ и ПИД-регулятора соответственно Пр = 2 И Пр=Ъ,

то согласно равенству (10) для замкнутых систем с ПИ-регулятором Ид = 3, а с ПИД-регулятором Яд=4. В таком случае для систем с ПИ-регулятором выражения (8) принимают вид:

51,2 =-7 ^з = -7.

т

п

а для систем с ПИД-регулятором их можно представить в виде:

. 7 ■ Ц

5,3 =-Т] +1-4 52,4 =-7 -г

т

п

т

(П)

(12)

п

исх ^т\5=_чЩ1тп =0; =0; (13)

¿(<=-„=0- С")

а на основании выражений (12) получим следующую систему уравнений:

s=-t]+irjlmi

s=-r]+ir]lmj

= 0. (16)

При фиксированных значениях параметров объекта в результате решения систем алгебраических уравнений (13), (14) и (15), (16) определяются значения параметров настройки соответственно ПИ и ПИД-регуляторов, при которых обеспечивается выполнение требования (1), а значит, минимизируются экономические потери, обусловленные ошибкой управления e{t).

Однако в тех случаях, когда параметры управляемых объектов не фиксированы и могут принимать значения в установленных доверительных интервалах, непосредственно использовать системы уравнений (13), (14) и (15), (16) не удается и поэтому необходимо разработать методы расчёта параметров настройки типовых регуляторов, при которых обеспечивается выполнение требования (1) и ограничений (4) - (6).

Для практической реализации локальных систем управления в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) наиболее удобным и перспективным средством являются SCADA-системы и программно-технические комплексы (ПТК), реализуемые на основе концепции открытых систем и свободно компонуемые с программно-техническими средствами различных производителей.

На основании анализа научных достижений в области теории и практики управления технологическими процессами винодельческих производств определены цель и задачи исследований.

Во второй главе построены математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов и установлены требования к используемым в данных процессах электрическим устройствам.

Математические модели получены в виде дифференциальных уравнений и передаточных функций, что обеспечивает описание динамических свойств управляемых объектов, как во временном, так и в частотном представлениях.

Процессы теплообмена виноматериала с теплоносителем/хладоносите-лем осуществляются в акратофорах, представляющих собой цилиндрические ёмкости, по внутренней поверхности которой вьется труба с теплоносителем/хладоносителем (рис. 1).

Рис. 1. Разрез акратофора по оси цилиндра: 1 - вьющаяся труба; 2 - внешняя поверхность

Для описания динамики процесса термообработки виноматериалов в акратофорах используется уравнение температуропроводности

где а - коэффициент температуропроводности виноматериала; температура виноматериала на расстоянии г от центральной оси акратофора. Уравнение (17) решается при следующем граничном условии:

где Я - расстояние от центральной оси, до стенки акратофора. Решение уравнения (17) можно представить в виде

где & - функция Бесселя первого рода нулевого порядка.

Допустимые значения величины ^ в выражении (19) определяется из граничного условия (18). Для этого функцию ы(1) следует разложить в ряд

где Л/, >0 И В^, А = 1,00 - вещественные постоянные.

Тогда с учётом равенств (18) - (20) устанавливаем, что величина £ принимает следующую совокупность положительных дискретных значений:

_

£к=*Ь-Т> Л = 1,00.

(21)

а

Следовательно, решение уравнения (17), удовлетворяющее граничному условию (18), имеет вид:

где - постоянные вещественные величины.

Согласно выражению (22) величины

имеют размерность времени. Поэтому равенство (22) можно записать следующим образом:

Отметим, что в силу равенств (21) и (23) значения постоянных времени 7/,, А = 1,со в выражении (24) убывают с ростом к, т.к. величины А = 1,00 возрастают при возрастании к, причём

а значит

Используя выражение (24), можно оценить пространственную неоднородность температурного поля в акратофоре и выбрать его размеры так, чтобы обеспечить её нахождение в заданных пределах.

Для передаточной функции акратофора, отвечающей каналу управления температурой виноматериала, получено выражение следующего вида:

где К0 д - постоянный коэффициент; Тд (6 = \,Ь)~ постоянные времени; Ь -целое положительное число; - постоянная времени транспортного запаздывания; ,5 - комплексная переменная.

Отметим, что использование выражений (24) и (25) позволяет не только упростить, но и обосновать решение сложной задачи идентификации управляемого объекта на основе временных и частотных методов.

Традиционной технологии термообработки виноматериалов, когда их нагрев осуществляется с помощью передачи теплоты от теплоносителя, циркулирующего по трубам теплообменника вдоль внутренней поверхности акратофора, присущ серьёзный недостаток, заключающийся в постепенном снижении температуры теплоносителя, по мере прохождения им расстояния от

11

входа в акратофор, до выхода из него. Это приводит к пространственной неоднородности поля температур в акратофоре, затрудняющей выполнение технологических требований к процессам термообработки виноматериалов.

Поэтому для устранения пространственной неоднородности температурного поля по высоте акратофора предлагается заменить традиционный теплообменник электронагревателем, осуществляющим нагрев виноматериала с помощью электрического тока, проходящего по электронагревательному элементу, вьющемуся по внутренней стенке акратофора. В этом случае не происходит снижения температуры по высоте акратофора, т.е. через любое сечение электронагревательного элемента проходит одинаковый ток, а значит, выделяется одинаковое количество теплоты в единицу времени.

Кроме того, для уменьшения пространственной неоднородности температурных полей вдоль радиуса акратофора предлагается установить дополнительную перегородку из нержавеющей стали с отверстиями на расстоянии г от оси акратофора, причём

где Я - радиус акратофора.

По поверхности дополнительной перегородки с отверстиями для конвективного теплообмена крепится вьющийся по ней электронагревательный элемент, а выполнение требования (26) обеспечивает равенство объёмов виноматериала, находящихся между основной стенкой и дополнительной перегородкой и окруженного дополнительной перегородкой.

Расположение дополнительной перегородки в акратофоре показано на рис. 2.

Рис. 2. Акратофор с дополнительной перегородкой: а) продольный разрез; б) поперечный разрез

Испытания, проведенные на заводе «Корнет» (г. Москва), показали, что применение разработанной электротехнологии термообработки виноматериалов позволяет уменьшить пространственную неоднородность температурного поля в акратофоре с 4,2°С до 1,3° С.

В третьей главе представлены результаты исследований в области робастного управления процессами термообработки виноматериалов при изменении параметров передаточной функции (25) в следующих доверительных интервалах:

где - оценки параметров

ширина соответствующих этим оценкам доверительных интервалов.

Для систем с астатическими типовыми регуляторами установлено, что если представить передаточную функцию объекта (25) в виде:

то значения параметров настройки ПИ и ПИД-регуляторов, удовлетворяющие требованию (1) и обеспечивающие выполнение ограничений (4) - (6) при изменении параметров объекта в интервалах (27) - (29), можно определить в результате решения систем уравнений (13), (14) или (15), (16).

Для иллюстрации полученного результата наряду с передаточной функцией (30) рассмотрим также следующие передаточные функции объекта по каналу управления температурой виноматериала:

На рис. 3. представлены результаты расчётов, отвечающих каналу передачи ,Узд(0 ^ .У(0> амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) замкнутой системы с ПИД-регулятором

параметры настройки которого фиксированы, а их значения определяются в результате решения системы уравнений (15), (16) при выборе передаточной функции объекта (30).

Рис. 3. АЧХ замкнутой системы при использовании для расчёта параметров настройки ПИД-регулятора передаточной функции объекта (25) и последующим изменением его параметров в соответствии с выражениями: 1-30;2-31;3-32

Как видно из рис. 3, максимальное значение показателя колебательности замкнутой системы при выбранных параметрах настройки ПИД-регулятора достигается в том случае, когда параметры объекта принимают максимальные значения из интервалов (27) - (29). Поэтому, обеспечив для системы с передаточной функцией объекта (30) выполнение ограничения (5), можно быть уверенным, что оно будет выполнено при любых значениях параметров объекта, принадлежащих интервалам (27) - (29).

Напротив, если расчёт параметров настройки ПИД-регулятора

осуществляется традиционным методом, т.е. предполагая, что передаточная функция задана выражением (31), то в интервалах (27) - (29) найдутся

такие значения параметров, при которых ограничение (5) нарушается, что иллюстрируется рис. 4.

Рис. 4. АЧХ замкнутой системы при использовании для расчета параметров настройки ПИД-регулятора передаточной функции объекта (30) и последующим изменением его параметров в соответствии с выражениями: 1-36; 2-37; 3-38

Согласно рис. 4, если при расчёте параметров настройки регулятора не учитывается наличие интервалов (33) - (35), то при максимальных значениях параметров объекта показатель колебательности замкнутой системы значительно возрастает, и может превысить допустимое значение. Поэтому традиционными методами расчёта параметров настройки регуляторов допустимо пользоваться лишь при малых доверительных интервалах для параметров объектов, что далеко не всегда удается обеспечить.

На основании анализа систем управления с ПИ и ПИД-регуляторами установлено, что для одних и тех же значений величины переходные

процессы, возникающие в системе при действии одинакового возмущения по каналу задания имеют значительно большую величину

перерегулирования в случае использования ПИД-регулятора (рис. 5).

Рис. 5. Графики переходных процессов в системе: 1 - используется ПИ-регулятор; 2 - используется ПИД-регулятор

Такое различие объясняется кратностью доминирующих корней (12) в системах с ПИД-регуляторами.

Для устранения отмеченного недостатка целесообразно использовать систему управления с коррекцией сигнала задания у3д(0> представленную на рис. 6.

Рис. 6. Односвязная система управления с коррекцией сигнала задания

В этом случае приходится решать задачу синтеза корректирующего устройства, т.е. определять вид и значения параметров его передаточной функции

Проведенные в диссертационной работе исследования показали, что для систем с ПИД-регуляторами искомая передаточная функция имеет следующий вид:

где - соответственно коэффициент передачи и постоянная времени

корректирующего устройства.

Отметим, что значение величины Т) в выражении (33) определяется при расчёте параметров настройки ПИД-регулятора. Поэтому к синтезу корректирующего устройства можно приступать только после выполнения указанного расчёта.

Значения параметров настройки корректирующего устройства К¡^ и 7\р в выражении (33) рассчитываются по следующим формулам:

Типичный график АЧХ корректирующего устройства, синтезированного в соответствии с выражениями (33) - (34), представлен на рис. 7.

\wUrn)

При использовании разработанного корректирующего устройства графики АЧХ замкнутой системы, представленные на рис. 2, трансформируются в графики, изображенные на рис. 8.

w

Рис. 8. АЧХ замкнутой системы с коррекцией сигнала задания, причем номера кривых соответствуют номерам кривых на рис. 3, полученным без коррекции сигнала задания

Сопоставив рис. 2 и 8, убедимся в эффективности предложенного метода синтеза корректирующих устройств, т.к. колебательность замкнутой системы по каналу передачи ,У3д(0 _> y(t) удалось полностью устранить, не меняя при

этом значение величины Шп.

В четвертой главе решается комплекс задач по внедрению разработанных методов управления в производство.

При этом обосновывается целесообразность использования SCADA-пакета программ Labtech Control, позволяющих создавать в реальном масштабе времени программируемые системы отображения информации о параметрах технологических процессов виноделия.

Разработаны методы построения виртуальных компьютерных пультов управления для операторов-технологов АСУТП, динамических мнемосхем, гибкого ассоциативного человеко-машинного интерфейса на базе SCADA-пакета программ Labtech Control. Приводится описание разработанной системы управления термообработкой виноматериалов на базе программируемой микропроцессорной модульной системы Analog Devices.

Рис. 9. Реализация фрагмента компьютерного пульта управления, осуществляющего функцию отображения технологического параметра

Разработана также методика оценки экономической эффективности управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов, тк. повышение качества управления, достигающееся при использовании разработанных методов, позволяет экономно расходовать электроэнергию при нагреве и охлаждении виноматериалов.

Рассмотрим, например, случай, когда осуществляется нагрев виноматериалов j

Существует интервал температур (температурный диапазон) А у > 0, при

нахождении в котором температуры нагрева виноматериала у(() и выполнении неравенства

достигается равноценное качество управления, причём уср - среднее значение

температуры у({). Допустимый интервал температур (35) определяется в соответствии с технологическими требованиями.

Повышение точности управления температурой нагрева виноматериала

19

у(0, при использовании робастных методов управления, позволяет выбрать её заданное значение узя, ниже среднего уср, приблизив его к нижней границе (уСр—А^,) допустимого интервала температур (35). В этом случае величина Узд определяется равенством:

где - максимальное отклонение температуры от заданного значения

Дц при использовании робастных методов управления.

При управлении температурой у('/) без использования робастных

методов, её заданное значение при котором обеспечиваются минимальные

удельные энергозатраты на нагрев виноматериала и при этом не снижается качество продукции, определяется равенством:

где - максимальное отклонение температуры от заданного значения

Лд-

Воспользовавшись равенствами (36) и (37)^ установим, что

Применение робастных методов управления обеспечивает повышение быстродействия системы, способствующее уменьшению длительности переходных процессов. В этом случае уменьшается величина максимального отклонения температуры нагрева виноматериала от заданного значения

узд, благодаря ослаблению эффекта наложения друг на друга переходных процессов, вызванных действием на систему различных возмущений. Поэтому выполняется следующее неравенство:

На основании неравенства (40) и выражений (38) и (39) получим

т.е. применение робастных методов управления позволяет понизить заданную температуру нагрева виноматериала, не снижая при этом качества выпускаемой продукции.

Соотношения (40) и (41) иллюстрируются рис. 10.

яо

Рис. 10. Выбор задающего воздействия при нагреве виноматериала: 1-е применением робастиых методов управления; 2-е применением традиционных методов управления

В каждом из рассматриваемых случаев для достижения заданной температуры нагрева виноматериала требуются удельные энергозатраты:

где Суд- удельная теплоемкость виноматериала; у^— начальная температура виноматериала.

На поддержание в течение (требуемого по технологии) времени Д/ заданной температуры нагрева виноматериала, вследствие теплопотерь через стенки резервуара, требуются затраты энергии:

где СС— коэффициент теплообмена виноматериала (в резервуаре) с

помещением, в котором находится данный резервуар; Уц— температура воздуха в помещении; 3- площадь поверхности резервуара, содержащего виноматериал.

Согласно равенствам (44) и (45) удельные энергозатраты на поддержание заданной температуры нагрева виноматериала, с учётом теплопотерь через стенки резервуара, составят:

где р- плотность виноматериала; V- объём резервуара.

С учётом выражений (38), (39), а также (42), (43) и (46), (47) снижение удельных энергозатрат на термообработку виноматериала за счёт

использования робастных методов управления определяется равенством

А?,

Ц

нагр = -[(91 + 9гУ~ + Чг)] = - Суд

аБМ ' р¥ )

(5-3), (48)

где Т}~ коэффициент полезного использования электроэнергии, затрачиваемой на термообработку виноматериала (зависит от С08^>; от потерь при передаче электроэнергии к нагревательным элементам, электродвигателям, насосам и т.д.), причем

Таким образом, используя выражение (48) можно оценить снижение удельных затрат электроэнергии на термообработку виноматериалов теплом за счёт использования робастных методов управления.

Внедрение разработанной микропроцессорной системы робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов на ОАО «Корнет» (г. Москва) позволило добиться годовой экономии финансовых затрат на электроэнергию в сумме 980000 руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Построены математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов с учётом пространственной распределённости параметров управляемых объектов.

2. Разработан метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов, применимый в условиях информационной неопределённости относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и параметров динамических характеристик объекта.

3. Разработан метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в

условиях информационной неопределённости относительно параметров динамических характеристик объекта.

4. Разработана электротехнология термообработки виноматериалов, обеспечивающая улучшение пространственной однородности температурных полей в акратофорах с виноматериалами.

5. Разработана методика оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.

6. Разработаны с использованием SCADA-пакета прикладных программ методы синтеза программируемых систем отображения информации, предназначенных для сбора, визуализации, регистрации данных и управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

7. Разработана и внедрена в производство микропроцессорная система робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

8. Внедрение разработанной микропроцессорной системы робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов на ОАО «Корнет» (г. Москва) позволило добиться годовой экономии финансовых затрат на электроэнергию в сумме 980000 руб.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

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

2. Солдатов В.В., Громов А.С. Коррекция сигналов задания при управлении технологическими объектами с неточно заданными параметрами // Труды X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 27 - 28 мая, г. Москва. - Вып. 9, т 2. -М.: МГУТУ, 2004. - С. 389 - 392.

3. Солдатов В.В., Шавров А.В., Громов А.С. Математическое моделирование процессов теплообмена при термообработке виноматериалов // Труды X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 27 - 28 мая, г. Москва. - Вып. 9, т 2. -М.: МГУТУ, 2004. - С. 394 - 398.

4. Солдатов В.В., Громов А.С. Робастное управление технологическими объектами с неточно заданными параметрами // Труды X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 27 - 28 мая, г. Москва. - Вып. 9, т 2. - М.: МГУТУ, 2004. -С. 409-412.

[§2 54 1 9

Оригинал-макет подписан к печати 16.11.2004 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0 п.л. К-463 Тираж 100 экз.

Издательство РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Особенности управления технологическими процессами винодельческих производств.

1.2. Проблема выбора критериев качества управления.

1.3. Анализ методов робастного управления.

1.4. Анализ программно-технических средств для реализации робастных систем управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

1.5. Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ТЕРМООБРАБОТКИ ВИНОМАТЕРИАЛОВ

2.1. Дифференциальные уравнения электротехнологических процессов термообработки виноматериалов.

2.2. Передаточные функции электротехнологических процессов термообработки виноматериалов.

2.3. Требования к электрическим устройствам, используемым при термообработке виноматериалов.

2.4. Электротехнология термообработки виноматериалов.

2.5. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕРМООБРАБОТКОЙ ВИНОМАТЕРИАЛОВ

3.1. Условия робастности систем управления с транспортным запаздыванием.

3.2. Робастное управление системами с неточно заданными параметрами объектов.

3.3. Синтез корректирующих устройств для робастных систем с неточно заданными параметрами объектов.

3.4. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ

СИСТЕМЫ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕРМООБРАБОТКОЙ ВИНОМАТЕРИАЛОВ

4.1. Применение SCAD А- пакета программ Labtech Control для управления процессами термообработки виноматериалов.

4.2. Разработка микропроцессорной системы управления термообработкой виноматериалов.

4.3. Разработка программируемых систем отображения информации.

4.4. Разработка виртуальных компьютерных пультов.

4.5. Оценка экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.

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.

В диссертационной работе рассматриваются технологические процессы виноделия, которое является одной из ведущих отраслей агропромышленного комплекса. Важной составной частью этих технологических процессов являются процессы термообработки виноматериалов в резервуарах с «рубашкой», по которой циркулирует тепло- или хладоноситель [6].

Процессы термообработки относятся к числу энергоемких и характеризуются большой инерционностью. Это связано с тем, что объемы резервуаров, используемых в винодельческом производстве колеблются от 500 до 6000ч-10000 дал (1 дал равен 10 литрам), при этом температура термообработки виноматериалов изменяется в широком диапазоне (40 ч- 45 °С, 60 -ь 65 °С, 12 14 °С, -3 -4- -5 °С и т.д.) [27]. Поэтому повышение точности управления процессами термообработки виноматериалов в резервуарах, с целью снижения энергозатрат на процессы нагрева и охлаждения, является актуальной проблемой, т.к. влияет на качество выпускаемой продукции и ее себестоимость.

Повышение точности управления указанными технологическими процессами виноделия достигается не только при внедрении новых, более совершенных технических средств, но и благодаря использованию методов и алгоритмов управления, наиболее полно учитывающих особенности управляемых процессов.

К таким особенностям следует отнести частичное или полное отсутствие информации о статистических характеристиках действующих на систему управления возмущений и наличие доверительных интервалов для параметров системы.

Отметим, что неточное знание параметров системы обусловлено двумя основными причинами.

Во-первых, все измерения выполняются с некоторыми погрешностями.

Во-вторых, параметры виноматериалов (удельные теплоемкость и плотность, а также теплопроводность), используемых для изготовления одних и тех же сортов вин (херес, мадера, портвейн или шампанское), но поставленных различными производителями, имеют несколько отличающиеся значения.

В результате, при идентификации системы управления, т.е. определении системы дифференциальных уравнений, описывающих ее состояние, или совокупности передаточных функций данной системы, вместо точных значений их параметров, исследователи получают лишь статистические оценки и доверительные интервалы для этих оценок.

Поэтому при управлении процессами термообработки виноматериалов целесообразно использовать робастные методы, обеспечивающие достижение высокого качества управления при изменении статистических характеристик возмущений в широких пределах, а при расчетах оптимальных параметров настройки регуляторов температуры виноматериалов необходимо учитывать существующий разброс значений параметров управляемых объектов.

Отметим, что название «робастный» происходит от английского слова robust, имеющего значения: сильный, крепкий, грубый.

Различные методы управления технологическими процессами представлены в работах отечественных и зарубежных ученых [1 - 119]. Однако, не решенной до конца, остается проблема разработки методов управления, не утрачивающих своей эффективности в характерных для винодельческого производства условиях информационной неопределенности (неполноте или даже отсутствии достоверной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий, влияющих на контролируемые параметры технологических процессов, неточно заданных параметрах динамических характеристик управляемых объектов). Недостаточно также освещена проблема достижения многокритериального оптимума управления в случае систем с транспортным запаздыванием.

Таким образом, разработка робастных методов и программнотехнических средств управления технологическими процессами виноделия с учетом неполной управляемости объектов, наличия ограниченного объема информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и других специфических свойств указанных процессов является актуальной задачей.

Диссертационная работа посвящена решению изложенных выше актуальных проблем и задач. Ее результаты отражены в публикациях [120 - 123]. Они нашли практическое применение:

1. При управлении технологическими процессами термообработки виноматериалов в резервуарах на ОАО «Корнет» (г. Москва).

2. В учебном процессе, методических пособиях, лабораторных работах и лекциях для студентов Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ).

2. В учебном процессе, методических пособиях, лабораторных работах и лекциях для студентов Московского государственного университета технологий и управления (МГУ ТУ).

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.).

Основное содержание диссертационной работы представлено в четырех главах.

В первой главе анализируются литературные источники, рассматриваются особенности управления технологическими процессами виноделия. 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 отсутствии информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий. 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 электротехнологических процессов термообработки виноматериалов. При этом получены дифференциальные уравнения и передаточные функции, описывающие динамику указанных процессов. Показано, что передаточные функции моделируемых процессов с любой требуемой точностью можно аппроксимировать произведением передаточных функций звена транспортного запаздывания и нескольких последовательно соединенных инерционных звеньев. Установлены также требования к электрическим устройствам, используемым при термообработке виноматериалов

Третья глава посвящена обобщению методов модального робастного управления на случай систем с транспортным запаздыванием и неточно заданными параметрами объектов. При этом с учетом существующих доверительных интервалов для параметров объекта определен вид его передаточной функции, которую рекомендуется использовать при расчетах параметров настройки регуляторов. Разработан также метод синтеза устройств для коррекции сигналов задания, применимый в системах с неточной заданными параметрами объектов.

В четвертой главе решается комплекс задач по внедрению разработанных методов управления в 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 виноделия. Разработаны методы построения виртуальных компьютерных пультов управления для операторов-технологов АСУТП, динамических мнемосхем, гибкого ассоциативного человеко-машинного интерфейса на базе SCADA- пакета программ Labtech Control. Приводится описание разработанной системы управления термообработкой виноматериалов на базе программируемой микропроцессорной модульной системы Analog Devices. Разработана методика оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработан эффективный метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов, применимый в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и параметров динамических характеристик объекта.

2. Разработан метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информационной неопределенности относительно параметров динамических характеристик объекта.

3. Разработана электротехнология термообработки виноматериалов, применение которой способствует повышению пространственной однородности температурных полей в акратофорах с виноматериалами.

4. Разработаны математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов в виде дифференциальных уравнений и передаточных функций.

5. Разработана методика оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий и параметров динамических характеристик объекта.

2. Метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информационной неопределенности относительно параметров динамических характеристик объекта.

3. Математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов в виде передаточных функций.

4. Электротехнология термообработки виноматериалов, обеспечивающая повышение пространственной однородности температурных полей в акратофорах с виноматериалами.

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

4.6. Выводы по четвертой главе

1. Обоснована целесообразность использования SCADA-пакета программ Labtech Control, позволяющих создавать программируемые системы отображения информации в реальном масштабе времени о параметрах технологических процессов виноделия.

2. Разработаны методы построения виртуальных компьютерных пультов управления для операторов-технологов АСУТП.

3. Разработаны методы построения динамических мнемосхем и гибкого ассоциативного человеко-машинного интерфейса на базе SCADA- пакета программ Labtech Control.

4. Разработана методика оценки экономической эффективности управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

5. На базе модулей Analog Devices и программной SCADA-системы Labtech Control разработана микропроцессорная система робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

6. Внедрение разработанной микропроцессорной системы робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов на ОАО «Корнет» (г. Москва) позволило добиться годовой экономии финансовых затрат на электроэнергию в сумме 980000 руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Построены математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов с учетом пространственной распределенности параметров управляемых объектов.

2. Разработан метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов, применимый в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и параметров динамических характеристик объекта.

3. Разработан метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информационной неопределенности относительно параметров динамических характеристик объекта.

4. Разработана электротехнология термообработки виноматериалов, обеспечивающая улучшение пространственной однородности температурных полей в акратофорах с виноматериалами.

5. Разработана методика оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.

6. Разработаны с использованием SCADA-пакета прикладных программ методы синтеза программируемых систем отображения информации, предназначенных для сбора, визуализации, регистрации данных и управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

7. Разработана и внедрена микропроцессорная система робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов.

8. Внедрение разработанной микропроцессорной системы робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов на ОАО «Корнет» (г. Москва) позволило добиться годовой экономии финансовых затрат на электроэнергию в сумме 980000 руб.

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.-316 с.

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.: ЦНИИТЭ-нефтехим, 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 - во иностр. 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. Острей К., ВиттенмаркБ. Системы управления с ЭВМ / Пер. с англ. под ред. С. П. Чеботарева. М.: Мир, 1987. - 487 с.

60. Отнес Р., Эноксон JI. 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.-4с.

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

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

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

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

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

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

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

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

90. 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.

91. 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.

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

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

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

95. 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.

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

97. 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.

98. 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.

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

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

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

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

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

104. Astrom К. J. Adaptation, Auto-Tuning and Smart Controls. Proc. of the 3th. International Conference on Chemical Process Control. California, 1987, p. 427-466.

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

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

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

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

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

110. 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.

111. 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.

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

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

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

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

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

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

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