автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Синтез, структурная и параметрическая оптимизация систем и устройств управления промышленными объектами

шшстарство НАУКИ, ШСИЕ;1 Ш)Ш и ТЕХШЧКСКОА ПОЛИТИКИ. РСШИ Таганрогский радиотехнический институт ш. В .Д.Калмыкова

На правах рукописи УДК 631.3.06: 658.52

КЖЕВ Анатолий Степанович

СЩ'КЗ, СТРУКТУРНАЯ И иАРА^ТЖЧЬШЛЯ СШШЗДШЯ СИСШ И УСТРСиСТЗ УПРАВЛЕНИЯ ПРО^ШЫЬ'Л! ОВКОДиК

Специальности: 05.13.01 - управление в технических системах ■ 05.13.05 - элементы и устройства вычислительной тэхшз-1Ш и систем управления

Диссертация на соисканиз ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада

Таганрог - 1992

Работа выполнена в НПО "Монтажавтоматика"

Официальные оппоненты.:

доктор технических наук, профессор Гайдук А.Р. доктор технических наук, профессор Плетнев Г.П. доктор технических наук, в.н.с. Нейдорф P.A.

Ведущее предприятие - электротехнический институт им.В.И.Ульянова

(Ленина), г.Санкт-Петербург ►

Защита состоится ¿¿¿-¿ЧС^Ь^ъж г. в час.

на заседании специализированного Совета Д063.13.01 при Таганрогском радиотехническом институте им.В,Д.Калмыкова по адресу: 347915 г.Таганрог, ул.Чехова, 22*

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке0института. Автореферат разослан " " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета д.т.н., профессор

Горелова Г.В.

!"" / К . ш.

ч

Г.41 ссертгций

-----ш I,

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЙ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ....................................................................4

Актуальность проблемы ........................................................................4

Цэль работы ...........................................................................4

Научная новизна ...............................................................5

В работе получены и выносятся на защиту ....................................5 '

Практическая ценность и реализация научно-технических

результатов'........................................................6

Публикация и апробация работы-..............................................8

1. ПРОБЛЕМЫ СИНТЕЗА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ К РЕАЛИЗЛЩГН СОЯШШШ СЙСТИ УПРАВЛЕНИЙ ШШШШШ! ОБЬЕКТАШ ................................а

1.1. Системный парадокс- и концепция взаимосвязанного

- проектирования и реализации систем управления ..............8

1.2. Базовые математические модели прогашленшх объектов ,9 Г.З. Критерии быстродействия в задачах управления промышленными объектами ......................................................................II

2. синез и шжгорошеб апкяшшх СКСШ.1 УПРАВЛЕНИЯ С

ЗЛЛАЗдаЗАНКЁМ .......................................................................13

2.1. Оптимизация процесса двухАзиционного управления .... 14

2.2. Синтез быстродействующих регуляторов для объектов с запаздыванием ..............................................................................15

3. сжкз и пршт.ч?(Ш1йе гатшькых а тялъжшт. по ЙСЪЮДЕЛСТЖЮ СКСТЕ!.; УПРАДШЗШ пЕШК^К объектами ... 18

3.1. Основные задачи синтеза законов управления .......... 18

3.2. Граничная задача .................................... 20

3.3. Расчет поверхностей переключения и законы управления 21

3.4. Метода построения нового класса-опткмалышх регуляторов .................................,................ 23

4. ОЦЕНКА ДШАДОЧЕСШ СВОЙСТВ фШШЙЕВВа РЕГУЛЯТОРОВ И СПтаЖЗАЦИЯ СХЕМ ТЕХНОЛОП'ЛЕСКОЙ СШ1АЖЗАЦМ, ЛИНИИ ОШЖ

к И1Т0В УПРАВЛЕНИЯ ........................................ 24

4.1. Оценка динамических свойств промышленных регуляторов 24

4.2. Синтез оптимальных схем технологической сигнэлнзицрй

с типовым алгоритмом работы ......................... 27

4.3. Оптимизация электрических линий связи систем управления промышленными объектами ......................... 28

4.4. Оптимизация проектных решений по щитам управления и размещения в них средств автоматизации .............. 29

5. ПОВЫШЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ И ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАС -

-ч- - .

ТИ РАЗРАБОТКИ, ШТИМИЗАЩИ И. РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛь-

НИЯ И АСУШ ................................................................30

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ...................................................32

ЛИТЕРАТУРА .........................................35

ПЖШЖЕНИЕ (иллюстрация) ....................................43

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность прсйлемы. Одним из решающих факторов эффективного развития современного общества являэтся автоматизация и роботизация производства. Эффективность процессов автоматизации я , роботизации производства определяется комплекса! сложных научных а технических проблем:

1. Фундаментальными исследованиями, открытиями новых явлений я закономерностей в области теории автоматического управления.

2. Выявлением сферы практического использования' фундаментальных, положений современной прикладной теории систем управления.

3. Структурным и параметрическим синтезом систем управления эбъектами различной природы и технологическими процессами (АСУИ1).

4. Разработкой и технической реализацией оптимальных автомати-теских регуляторов и управляющих устройств.

5. Структурной я параметрической оптимизацией систем управле-шя по характерным для конкретного объекта критериям: быстродействие, первичные показателя качества, аппаратурная минимизация, мгаямум стоимости на реализацию, снижение материалоемкости.и т.д.

6. Подготовкой высококвалифицированных специалистов в области разработки, проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации сис-?ем управления промышленными объектами и АСУШ. о

Решение этих проблем я дальнейшее развитие технических раз-)аботок в этих направлениях являются весьма актуальной задачей I представляют большую научную я практическую ценность.

Цель работы. Разработка теоретических и прикладных положений I области синтеза, структурной и параметрической оптимизация по ¡ыстродействию систем управления объектами с запаздыванием и нешейными объектами, а также теоретическое обоснование и практи-[еская реализация эффективных автоматических регуляторов, управляющих и корректирующих устройств. ~

Разработка прикладных положений теории автоматического упряв-.енйя, изложенных в учеОЙых пособиях по теории и практике автома-'ического управления и регулирования.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических :аук представляется в форме научного доклада в связи с тем, что ояскателем выполнен огромный комплекс взаимосвязанных научных я рактических разработок, имеющих большое значение для науки я рактики в области автоматики л управления техническими сястема-и, ранее"уже опубликованных в многочисленных научных я производ-

ственно-техничвскях монографиях, учебниках я официальных изданиях по перечни БАК. Весь комплекс работ выполнен в рамках двух специальностей: 05.13.01 - управление в технических системах, 05.13.05-элементы и устройства вычислительной техники й систем управления.

ручная новизна. Исследования-я работы в области поставленных проблем были начаты в 1963 г. и продолжаются в настоящее время.

Автором разработаны и теоретически обоснованы новые методы синтеза, структурной я параметрической оптимизации по быстродействию технических систем управления, .в том числе нелинейных объектов я объектов с запаздыванием в управлении, развита прикладная теория двухпозяционного управления объектами с запаздыванием,предложены новые критерия- заданного запаса устойчивости системы. Полученные результаты составили теоретическую я практическую основу создания новых технологий проектирования систем управления, а также производства наладочных работ при реализации современных АСУШ, промышленному освоению производства новых средств автоматизации.

В саботе получены и выносятся на -защиту следующие основные результаты,обладающие научной новизной:'

- решена крупная научная я прикладная проблема оптимизации по быстродействию систем управления промышленными'нелинейными объектами и объектами с запаздыванием, имеющая- важное народнохозяйственное значение;

- разработан метод синтеза'законов оптимального и субоптимального по быстродействии управления нелинейными промышленными, объектам , на основе которого предложены новые способы построения эффективных регуляторов, отличающихся тем, что в режимах малых отклонений они оптимизируются по стандартным показателям качества, а в режимах больших отклонений - по быстродействию;

- разработан метод синтеза законов субоптимального по быстродействию управления с упревдением координат для объектов с запаздыванием, на основе которого предложены новые способы построения эффективных .аналоговых и цифровых регуляторов, отличающихся высоким качеством переходных процессов и достаточно простой технической реализацией;

- предложены и теоретически обоснованы критерия степени устойчивости систем управления по модулю, фазе и одновременно по заданным модулю й фазе;

-на основе предложенных критериев разработаны методы параметрической оптимизации по первичным показателям качества систем уп—

? -

авлекия с П-, Щ-.и ШД-регулятораш;

- разработаны новыэ методы синтеза, анализа и оптимизм

ем управления с двухпозиционными регуляторами для объект . -а-аздыванием;

- разработаны аналитические, численные и графо-анадитлчи„1, втоды расчета систем управления с двухпозиционными регуляторам;

- разработаны концепция я методы оптимизация линяй (каналов) вязи я комплексов технических средств А СУШ;

- разработан учебный курс по теории автоматического управления пя учащихся техникумов я повышения квалификация специалистов б Зластя автоматизация производства.

Практическая ценность и реализация' научно-технических результатов. На основе теоретических разработок предложены я широко вперены научно-технические и технологические решения по промышлекно-у освоению производства и наладки новых средств управления техни-зсшили системами, существенно ускоряющие научно-технический прог-всс в области автоматизации я управления технологическими прсцес-ами. Полученные научные результаты нашли широкое использование в рганизациях, занимающихся работами по проектированию, монтаяу и аладке АС7ТП.

В проектах автоматизации широко используется разработанный . этод реализации быстродействующих систем управления на основе гандарткых регулирующих устройств, электронных регуляторов, в этл числе для нелинейных объектов я объектов с запаздыванием.

На основе предложенных принципов объемного размещения аппараты в щитах управления разработан отраслевой стандарт ОСТ 36.13-ЗЕ "Щиты и пульты систем автоматизации технологических процессов. Зщле технические условия". Разработаны инструктивные материалы ля проектировщиков - КМ13-7-91 "Разработка чертеяей расположения рдборов, аппаратуры я проводок в щитах я пультах", ИМ13-8-91 Разработка чертежей общих видов-щитов и пультов, таблиц соедине-зй-я подключения проводок". Ьа заводах НПО "Монтазкавтоматика" звоен промышленный выпуск щитов с каркасом и перфорированными эртикалышмя стойками для установки поперечных связей, обедпачи-зщих объемное размещение аппаратуры и проводок в щитах. В 1391 . изготовлено около 32 тыс.шт. щитов.

На основе разработанного метода испульсной коррекции процес-з двухпсзицяонного регулирования синтезированы корректирующие згулярувщие устройства, разработана технология его изготовления освоен промышленный выпуск релейно-ямпульсных прерывателей

Ш1-2 я ШП-4. Промышленный выпуск Ш1-2 освоен Ростовским опытным заводом "Монтажавтоматика".В 1390 г. заводом изготовлено 13,5 тыс.шт. Ш1-2, а в 1991 г. - около 15 тыс.шт. БШ-2 и опытная партия РШ-4.

На основе синтезированной типовой схемы технологической сигнализации с минимизацией необходимых элементов для реализации переключательных функций, разработана технология и освоен промышленный выпуск блоков технологической сигнализации на Свердловском опытном заводе "Монтажавтоматика". Блоки унифицированы и выпускаются трех типов: блоки аварийной сигнализации БАС .блоки производствен ной сигнализации ШС и блоки общих цепей БОЦ. При проектирования систем управления комбинацией из этих блоков можно реализовать для конкретного объекта систему технологической сигнализция любой емкости и конфигурации. В 1990 г. Свердловским опытным заводом' "Ьюн-тажазтоматика" изготовлено блоков БАС - 7500 шт., ШС - 2000 шт., БОЦ - 3000 шт, такое же количество блоков изготовлено в 1991 г.

На основе предложенной автором концепция оптимизация электрических линий связи АСУШ Государственным проектно-конструкторским институтом "Проектыонтажавтоматяха" разработан для проектировщиков руководящий материал ИА4-162-79 "Проектирование и монтаж электрических проводок систем »автоматизации технологических процессов с ■ применением многожильных магистральных кабелей", а ростовское конструкторское бюро "Монтажавтоматика" разработало систему автоматизированного проектирования оптимальных линий свази АСУШ-САПР-ТЕАС-СА. . '

Оптимизация электрических линий связи в проектах автоматизаци дает экономию до ЗС$ проводниковой продукции.

Полученные автором результаты в области структурной оптимизации систем управления, построения оптимальных и субоптямальных пр быстродействию регуляторов широко используются проектными организациями, а в области параметрической-оптимизации -'наладочными -организациями я эксплуатационным персоналок автдаахизярсваняых объектов. ,

Теоретический исследования.я разработки, систематизированные я методически переработанные, использованы пря напясаняи учебников производственно-технических монографий, справочных пособий и научно-технических публикаций, которые непосредственно используются при, подготовке - повышении квалификации специалистов в области автоматизации. '

Публикация и апробация работы. Научные и практические результаты _работы опубликованы в 91 печатных трудах, в том числе: 23-научных и прозвод^твенно-технических монографиях, 3 учебниках, 9 авторских свидетельствах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОИ

I. ПРОБЛЕМА СИНТЕЗА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РКШЗАЩИ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПР0Ш1ШШШЫИ ОБЪЕКТАМ [1,2,3,7,9]

1.1. Системный парадокс и концепция взаимосвязанного проектирования и реализации систем управления

При проектировании современных систем управления и автомать ■ зации сложных в динамическом смысла технологических объектов часто отсутствует полная начальная (априорная) информация, необходимая для выбора структуры и уравнений математической модели по тому или иному каналу управления я критерия ее приближения к реальному процессу. Указанная проблема ^осложняется еще и тем, что эта модель определяется не только динамическими свойствами объекта, но зависит так не и от выбора критерия оптимального функционирования системы управления в целом.

Таким образом, возникает определенный с я с т е-.ы н ы й парадокс : для получения математической модэли объекта необходимо знать алгоритм функционирования управляющего устройства замкнутой системы для отыскания которого, в свою очередь, собственно я нуяна модель объекта. Указанный парадокс [16], возникаю-пдай при разработке систем управления конкретными объектами и технологическими процессами, ставят целый ряд научных и прикладных проблем теория и практики автоматического управления. Выход из парадокса заключается в использовании метода последовательных приближений (итераций), рассматривая технологический процесс разработки, проектирования и наладки системы управления как единый комплекс последовательных решений с обратными связями. Это позволит, основываясь на первоначальной, заведомо неполной информация, выбирать приближенную базовую модель объекта, постепенно уточнять ее одновре: енно с оптимизацией алгоритма управления.

Таким образом, решения проблем структурной и параметрической оптимизации систем управления являются единой взаимосвязанной совокупностью научних я прикладных задач, решение которых обеспечивает эффективность функциоиярсмккя технологического объекта о

-««

Реализация итерационной процедуры "идентификация-оптимизация", помимо структурной оптимизации системы на стадии проектирования с использованием базовых моделей, дает возмо&ноать осуществить параметрическую оптимизацию проектных решений на стадии внедрения системы. Работы автора,' совместно с В.Я.Ротачем, по теоретическому и практическому развитию сформулированной концепция [9] и ее практическая реализация способствуют созданию технически эф-N фективных систем управления промышленными объектами и технологическими процессами, осуществляя на практике взаимосвязь "науки-с производством", "проектировщика(разработчика) - наладчика". При этом информационные обратные связи существенно повышают квалификацию разработчика систем управления АСУШ и ставят перед науко''; ¡:о- -Еые проблемы и задачи (рис.1).

Работы соискателя посвящены . решению комплекса взаимосвязанных задач создания - я внедрения эффективных систем управления промышленными объектами путем раввлтия прикладной теория и практики структурной и параметрической оптимизации (рис.1) с целью повышения качества систем управления.

1.2. Базовые математические модели промышленных объектов

К одному из ваадаейших понятий, связанных с проблемой синтеза эффективных систем управления, относится математическая модель промышленного объекта. В качество таких моделей обычно-рассматриваются дифференциальное уравнение

или система дифференциальных уравнений

¿ = 1,г,...,л ; </' = 1,2

где -х,,отп _ координаты состояния объекта; , ^ (^ ) -'управляющие и возмущающие воздействия; * '> ^ - время. ' 1

Уравнения (I) или (2) представляют собой точную или прибли-- ясэнкуя математическую модель, получаемую в результате применения :. соответствующих физических законов или путем активного, а иногда ■ и пассивного, эксперимента. Эти уравнения могут обладать весьма разнообразными свойствами и требуют для своего применения формулировки всех тех предположений, которые определяют движение промыт-

ленного объекта и действующие на него возмущения. На практике при проектировании систем управления нередко ограничиваются болев узкими классами математических моделей промышленных объектов и технологических процессов, а именно: до-первых, используются линейные 1 стационарные модели с запаздыванием в управлениях и координатах, позволяющие охватить достаточно широкий класс объектов химической, металлургической, строительной и др. отраслей промышленности, и, во-вторых, нелинейные стационарные модели, используемые для описания интенсивных режимов работы модернизируемых и перспективных объектов и технологических процессов. Будем называть такие модели базовыми, т.е. имеющими описание в. виде линейных дифференциальных уравнений с запаздыванием в управлениях и, возможно, ко-.ординатах: ■ t

• Х"( t ) =A7.{t) + &X(t-t1)+cu(ihDu(t-X0\

(3)

Xc.f ) . иа)*Фа\о$ат0,

где X (f ) - вектор состояния, тлеющий размерность п xl; U (t ) -m хI - вектор управления; А и В матрицы, размерностью лх/7 , С иD - матрицы размерностьюn*m; ip (i ) и чЬ (i ) - векторы начальных функций, определяющиеся предыдущим движением объекта (3); ?0> ^ - постоянные времени запаздывания;

или в виде нелинейных стационарных дифференциальных уравнений

QU, (4)

где А (X ) - вектор-столбец нелинейных функций; В {X) - матрица нелинейных функций размерностьюпхт; U - вектор управления.

В'уравнениях (3) и (4) на управления U и,возможно, координаты могут быть .наложены ограничения:

\и\^итох; (5)

IXláX/nox-' (6)

Дифференциальные уравнения (3) и (4) совместно с ограничениями (5), (G) определяют базовые математические модели, которые были в том или ином^влде использованы автором для описания'динамики промышленных объектов и технологических процессов.

1.3'. Критерий быстродействия в задачах управления промышленными объектами

При создании современных систем управления .различными динаци- . ческимн'объектами я технологическими процессами центральной задачей, возникающей на этапе проектирования систем, является постро- ; ение такого управляющего устройства, которое удовлетворяет заданным -инженерным требованиям к качественным свойствам систем"в переходных процессах и установившихся режимах движения. В современной теории и практике систем управления существенное развитие получила проблема оптимального управления, основанная на критериальном подходе, т.е. использовании второго, помимо модели (3), (4), важного понятия в проблеме синтеза эффективных систем управления, а именно -критерия качества ^к:

зч/ (7) .

V :

• Для линейных объектов и квадратичных критериев качества, например, вида 7- '

(8)

О К'1 ■ , .

современная теория синтеза оптимальных систем достигла высокой степени завершенности. Однако, применение квадратичных критериев (8), которые лишь косвэнно оценивают качество переходных процессов проектируемых систем, оказалось недостаточно эффективным для синтеза систем управления многими промышленными объектами, особенно нелинейными, весьма распространенными в различных отраслях народного хозяйства. •

Б этой связи в современных задачах оптимального управления . широко используется критерий быстродействия

л=Ас/<,' \ит*итох, чэ)

'о

который непосредственно связан с инженерными требованиями к .качеству проектируемых систем. Критерий быстродействия (9), т.е.:минимума времени перевода объекта (3), (4) из исходного'состояния' -

ХоС-^Ъ.....^о) в ,...,х„к)' сыграл выдающуюся роль-в ста-

новлении и развитии самой теории оптимального управления. Оказа-I лось, что этот критерий обладает целым рядом замечательных с инже-

• нерной точки зрения свойств,' т.к. позволяет наделить оптимальные системы всеми теми основными показателями качества, которые обычно лселательны для проектируемых систем управления многими промыпленяы-

-/Л -

ми объектами.

Время переходного процесса Т =tK-ta (перевода объекта из одного состояния в друг(2е) является доминирующим показателем качества для большинства систем. Оптимальные по быстродействию системы По.сравнению с любыми другими системами управления (при учете ограничения на управления \U\£ Umax ) имеют максимально возможную область асимптотической устойчивости в пространстве состояний (область достижимости), что является фундаментальным свойством, т.к., в частности, позволяет рационально использовать имеющиеся ресурсы управления, а также обеспечить минимизацию мощности исполнительных механизмов в задачах, когда задано или ограничено сверху йремя перевода объекта из одного состояния в другое, т.е. решить задачу управления минимальной силой при заданном быстродействии. Критерий (9) имеет важное значение и в задачах снижения интегральных затрат на управление (расхода топлива, энергии и т.д.) при заданном времени на выполнение технологической операции, т.к. в законы управления, минимиза-рующие указанные затраты, входят таггие не связи, что и в законы оптимального по быстродействию управления. Критерий быстродействия (,Э) естественным образом учитывает ограничения на управление (5) и координаты (6), т.к. его применение улучшает условия безопасности функционирования объектов в эффективных режимах работы вблизи границы допустимых состояний (5), (6), которые используются при интенсификации технологических процессов. В оптимальных по быстродействию системах используются максимально возможные управляющие воздействия Uток )« что создает благоприятные возможности для выделения сигнала на фоне помех и позволяет существенно повысить грубость системы к возмущающим воздействия?.!. Эта же особенность позволяет осуществить оперативную идентификацию параметров' объекта и возмущений .

При использовании микро-ЗВМ для формирования законоз оптимального по быстродействию управления возникает возможность существенно снизить (по сравнению с непрерывными законами) требования к затратам машинного времени, что связано с релейным характером управлений (±^mox)i число переключений которых сравнительно невелико. Эти переключения управлений происходят при пересечении изображающей точкой линии или поверхностей переключения. Микро-ЗШ на обработку сигналов об указанных пересечениях затрачивает существенно меньше вре-меш: по сравнению с непрерывными законами, для которых необходимо вычислять.управления через достаточно малке промежутки времени, оп-

-

ределяемыё выбранным периодом квантования поступающих сигналов о текущих координатах состояния объекта..Итак, релейный характер законов оптимального по быстродействию управления позволяет снизить требования к мощности микро-ЭВМ по сравнению с непрерывными законами управления.

Изложенные выше достоинства показывают принципиальные преимущества критерия быстродействия в отношении отражения желаемых свойств синтезируемых систем управления различными объектами."Другими словами, критерий быстродействия (9) во многой обладает наиболее универсальными свойствами среди любых других критериев качества в теории -оптимального управления. С особой эффективностью проявляются преимущества 'этого критерия в режиме больших отклонений изображающей точки от заданного состояния, когда адекватная математическая модель " движения объекта нередко должна быть нелинейной.

Таким образом, оптимальные по быстродействию системы могут служить эталоном для оценки качества модернизируемых или вновь проектируемых систем управления различными подвижными я технологическими объектами.

Выше были введем важнейшие понятия современной теории синтеза оптимальных систем управления - математическая модель объекта (3), (4), -критерий-качества (7) и ограничения (5), (6) . Сформулируем теперь основную проблему синтеза оптимальных по критерию быстродействия (5) систем управления, рассматриваемую в данное работе: определить закон управления

и = итах^пи•*■/, ), (10)

обеспечивающий перевод изображающей точки объекта (3) или (4) из произвольного начального состояния (в области функционирования объекта) в некоторое желаемое, например, начало координат пространства состояний объекта ог0(0, ...,0), за минимально возможное время. На основе решения этой сложной проблемы современной геории и практики автоматического управления можно приступить к проектированию эффективных регулятороз систем управления промышленными объекта ми.

2. СИНТЕЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШТИШЫШ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

ОБЬЕКТШ С ЗАПАЗДДШШШ [1,7,23,27,30,46,50,68,76,77,82]

Широкий класс промышленных объектов в динамическом отношении описываются линейными дифференциальными уравнениями (3), характерис

тические уравнения которых не имеют положительных корней. Такие объекты с достаточной для практики точностью, нередко могут идентифицироваться в виде последовательного соединения апериодических и интегрирующих звеньев с запаздывающим звеном ( е~ ^ ). Такое запаздывание принято называть "переходным".

Другим вариантом запаздывания в системе является запаздывание «• •в канале управления. В этом случае регулирующее воздействие, формируемое регулятором, не искажается по- форме, но воздействует на объект с запаздыванием. Такое запаздывание называют "транспортным". При идентификации реального объекта это запаздывание относят к модели объекта. Таким образом, и.в этом случае имеем вариант системы управления объектом, имеющим запаздывание.

Для автоматизации объектов с запаздыванием широкое применение находят двухпозиционные регуляторы. Теория систем управления с двух-познци'онннм регулятором, предложенные автором методы асчета процесса двухпозиционного управления и определения параметров настройки регуляторов, подробно изложены в[23, 13, 50, 46],

В [3] приведены разработанные автором расчетные формулы для определения периода колебаний выходной координаты объекта при двухпо-зиционном управлении, времени ее увеличения и времени уменьшения,амплитуд отклонения от заданного значения, диапазона колебаний'и частоты переключений регулятора в зависимости от параметров статической характеристики регулятора для статических и астатических промышленных объектов с запаздыванием.

В [50] изложен численно-аналитический метод расчета процесса двухпозиционного управления, приведены номограммы и аналитические выражения для преобрапования процессов двухпозиционного управления к типовому процессу, определению для него параметров по номограммам и обратному переходу к действительным параметрам'процесса данной системы. ' .

2.1. Оптимизация процесса двухпозиционного управления

В связи с известными преимуществами систем управления с двухпо-Зиционным регулятором весьма актуальной проблемой является улучшение качества двухпозиционного управления я расширение на этой основе об-' ласти применения двухлозиционных регуляторов. Под оптимизацией про- - • цесса двухпозиционного управления понимается получение автоколебательного режима с минимально-возможной амплитудой колебаний регулируемой величины относительно заданного значения. Технологически име-

- ГгГ- о ■

егся два подхода к решению этой задачи: снижение скорости изменения регулируемой переменной относительно ее заданного значения и выработка упреждающих воздействий на объект. С учетом этого автором разработаны структурные схемы с корректирующими связями, улучшающими качество двухпозиционного управления, основанные на методе неполного "притока и оттока энергии", изложенные в [23, 68, 46]. Получено авторское свидетельство (Щ38989) на релвйно-контактную корректирующую приставку [801 к двухпозиционному регулятору, оказывающую упреждающие воздействия на объект.

Весьма эффективным является разработанный метод релейно-ямпуль-сной коррекции процесса двухпозиционного управления, основанной на реализации "скользящего режима" движения системы и снякения на этой основе средней скорости изменения регулируемой переменной относительно заданного значения.

Расчетные формулы двухпозиционного управления с- релейно-импульс-ной коррекцией приведены в [7]. Получено авторское свцдетельство (ЖЗ95804) на двухпозиционный регулятор [82], реализующий процесс двухпозиционного управления в "скользящем режиме".

На основе авторского изобретения 182} разработана конструкция и технология изготовления релейно-импульсных прерывателей РШ-2 Й.Ш1-4. Промышленное изготовление РШ-2 освоено на. Ростовском опытном заводе "Ыойтажавтоматика". -

С помощью'одного комплекта ШП-2 реализуется "скользящий режим" только при уменьшении или увеличении регулируемой переменной. При необходимости его реализации как при уменьшении, так и при увеличении применяют два комплекта. РШ-2.

2.2. Синтез,быстродействующих регуляторов для объектов с запаздыванием [I]

Поведение объекта (3) с запаздыванием в ■ у'п -равленяя в общем случае описывается векторно-матрлчшм уравнением

X(i ) ХеХ", --(II)-

где X ( i ) - вектор состояния объекта размерностью "xl; А и & -матрицы состояния и управления размерностью пхп и 1x^1 соответственно;

— входнов воздойствко нэпосродствэнно ЕЗ объект ÖQ3 ЗЗГШЗДЫ—* вания (выход звена запаздывания).

с* )

'Ф(< -Г), ск^т

-Г),

где - управляющее воздействие на объект с ограничением

\И{Ь -ТМ^и^ох; Ф (* -?) - начальная функция звена запаздывания в канале управления.

П^и отсутствии запаздывания оптимальное управляющее воздействие формируется в функция текущих координат, объекта (II)

или

иа ) = -итахЫ$П* \ха)), оо. (13)

При наличия запаздывания управляющее воздействие должно формироваться в функции координат объекта с упреждением на время запаздывания

Ц^ ) = V), 0**<о» (14)

или ,

и и ) = -итох*1^[хи+г)}, (15)

При этом функцяя (14) должна яметь такой же вид, как я (12). Таким образом, для получения оптимального управления (13) необходимо выразить упрежденные значения о-«(* +?) че^ез текущие координаты состояния ог* (£ ),-.., ^п (£ ). Значения ос (£ ^Т) есть отклик системы во время. (£ +Т ) на вход V (* О^^^я начальные условия координатХ0(£ ),-который в векторно-матричной форме представляется в виде Т ^ ^

о

С учетом (16) выражение (15) ,запишется в виде

иа) = -итох (I?) '"

где W (í - функция, описывающая динамическое состояние зве-

на запаздывания. °

Для интервала временя <Т :

- г =• . л - (18) •

где 1 - Т + ^) - начальная'функция, распределенная по каналу запаздывания. '

Для интервала времени

Из выражения (17) следует, ч^о для формирования оптимального закона управления необходимо реализовать дополнительный сигнал

JeA(г'is)Bw(t•^ts)Ыts. (20):

о

Это в общем случае является сложной, а в ряде случаев и неразрешимой задачей.

В работе [I] предложен метод аппроксимации функции УУ -1 +, + ¿д) отрезками прямых на п интервалах ев распределения. Причем, чем больше порядок аппроксимации п , тем точнее идентифицируется исходная-функция. При'такой аппроксимации выражение' (20) легко оп- • ределяется по интервалам аппроксимации. При этом алгоритм субоптимального. управления (17) определяется выражением

АТ <"'

где к -е - коэффициент передачи по основному сигналу алгоритма управления;К™ - коэффициенты передачи по составляющим дополнительного сигнала при = Е и tt = 0 соответственно;^коэффи-' циенты передачи по составляющим дополнительного сигнала по интервалам I аппроксимация, 1= 1,2,..., - интервалы аппроксимации.

Интервальная аппроксимация функции - X + it ) дает возможность при построении оптимального алгоритма управления использовать текущие- и прошлые координаты состояния объекта на интервале ■

В связи с этим техническая реализация субоптимального регулятора не вызывает принципиальных трудностей, так как запаздывающие координаты состояния V*/ (4 - Т -еТ/п ) могут быть в ряде практических, случаев получены непосредственно со звана запаздывания; Кроме того, это позволяет учесть влияние на динамику системы начальной функции5*», (* -?)» что существенно отличает предложенный алгоритм ■ управления от известных субоптимальных" по быстродействию алгоритмов управления объектами с запаздыванием.

Аналогично, на основе разработанного метода в [I] выполнен также синтез субоптимальных по быстродействию регуляторов для объектов 1 (3) с з а п а з д а в а н я.а м в промежуточных координатах, осуществлен синтез астатических регуляторов, а также синтез субопишаяышх регуляторов с применением модели за-

паздывания.

.3. СИНТЕЗ И ПРСЕКТЙРСЬЛЖЕ (ШШМЬНЫХ И СУЕСШИМАЛЬНЫл ПО 'шстродайсташ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫМИ ОБЪЕКТАМИ (2,3]

3.1. Основные задачи синтеза оптимальных законов управления

Синтезу систем оптимального tío быстродействию управления линейными объектами низкого порядка (второго и третьего) посвящены работы отечественных и зарубежных авторов,А.А.Фельдбаума, А.А .Павлова, А.И. Мороза, М.Атанса, П:Фалба и др. Однако в литературе можно указать лишь на весьма ограниченное число работ (В.А.Олейников, А.А.Колесников, Э.Б.Ли, П.Маркус, В Л .Колесник)', посвященных ра^ссгке методов синтеза оптимальных по быстродействию управлений нелиней!, объектами (4). Указанное положение объясняется крайней сложностью проблемы синтеза оптимальных по быстродействию систем управления нелинейными объектами, тем более высокой размерности.

-' В проблеме оптимального по быстродействию управления нелинейными объектами (4) основными являются-следующие направления: во-первых, исследование общих качественных свойств оптимальных по быстродействию управлений, выявление классов допустимых управлений, могущих перевести нелинейный объект (4) за минимальное время из некоторого начального в желаемое состояние, для выявления таких управлений обычно используется условие общности положения принципа максимума; во-вторых, разработка методов и алгоритмов решения граничных задач при оптимальном по быстродействию управлении нелинейными объектами, позволяющих найти, моменты переключения (6 , ^ ,..., zf„ ) управляющего воздействия (±Umax). и, следовательно, определить траекторию движения и программное управление; и, в-третьих; разработка методов и алгоритмов синтеза законов оптимального и субоптимального по быстродействию управления (10) в функции координат состояния нелинейных объвктов (4), ,т.е. проектирование быстродействующих'регуляторов для нелинейных объектов. Эти методы Синтеза базируются на методах решения граничных задач оптимального по быстродействию управления нелинейными объектами.' ' •

Именно существенное продвижение в.развитии второго и третьего . из указанных выше направлений, осуществленное в последнее время .в работах автора и доктора техн.наук А.А.Колесникова [2,3],и позволило во многом решать проблему автоматизированного проектирования оптимальных и субопти'-иэльнн"'- гя 6 ■ .л'х-одоЛстаию систем управления надо-

|нейными объектами.

' Указанные три центральных направления,достаточно развитые к | настоящему времени, служат базой для инженерного проектирования оп-: тимальных или субоптимальных по быстродействию систем управления не-( линейными объектами. Разработанные методы в своей совокупности представляют ту базу, на основе которой инженеры могут приступить к реальному проектированию оптимальных и субоптимальных по быстродейст-.вяю систем управления различными нелинейными промышленными объектами. В трудах автора также разработаны способы промышленной реализации оптимальных и субоптимальных систем управления различных технических средств, в том числе на основе микропроцессоров и микро-ЭЩ. Именно современные средства аналоговой и микропроцессорной техники явились той технической базой, которая позволила реализовать доста-> точно сложные законы оптимального и субоптимального по быстродействию управления нелинейными объектами. Наибольшею актуальность реализация оптимального по быстродействию управления на основе микро. ЭШ получает в связи с расширяющимся применением гибкого автоматизированного производства. Это обстоятельство связано с тем, что.внедрение оптимальных и субоптимальных по быстродействию систем управления позволяет существенно продвинуться в решении проблемы интенсификации технологических процессов, когда адекватными являются нелинейные -модели движения объектов (4), а также проблемы реадизацр • ресурсосберегающих технологий. Достижения современной аналоговой и микропроцессорной техники позволяют совершенно по новому подойти к реализации,считавшихся ранее сложным,законов оптимального и субоптимального по быстродействию управления. Все это в совокупности л определяет научно-техническую актуальность и важность методов синтеза оптимальных а субоптимальных систем управления нелинейными объектами.' . ' ' -; : ,. На основе вышеизложенного можно конкретизировать сформулиро-! ванную выше (4), (10) основную проблему с ин1-Т 6 3 а . оптимальных по быстродействию систем управления нелиней-;ними объектами (4), которая сводится к расчету гиперповерхности переключения (л -1)-й размерности/М^зг,...,^) = О СЮ), а затем \аппроксимации этой гиперповерхности агрегатами функций, удобных для ] аппаратурной или программной реализации закона управления и («т,,... ' ).

Поставленная общая проблема, синтеза включает в себя ряд само-'стоятельвых задач управления.

-2.1-

3.2. Граничная задача

Первая важная задача любого метода оптимизации динамических систем - -задача программирования оптимальных ( в данном случае по "быстродействию) траекторий движения изображающей точки в фазовом пространстве. Требуется на основе известного качественного харак- ' тера изменения оптимального по быстродействию управления и (í ), имеющего в большинстве случаев релейный характер , рассчитать траекторию движения «Г/(£ ),..., ^ (£ ) изображающей точит при переводе нелинейного объекта (4) из некоторого начального состояния ,...,хп0) в конечное, желаемое состояние Хк(-^<г.....^

за минимально возможное время. Это так называемая граничная задача , к которой' сводится в математическом'плане подавляющее число задач управления. Только при программном, разомкнутом.управления ) указанный перевод осуществляется из заранее известного начального состояния Х0 в известное конечное X* состояние, а при замкнутом управлении, когда управление и (л> >...,-хп ) СЮ) формируется в функции фазовых координат. ), начальное состояние заранее неизвестно и является произвольным (в определенной допустимой области), а конечное заранее известно (обычно это начало координат фазового пространствасс1к=<хгк= ... =ог„^= 0). Проблема синтеза законов оптимального по быстродействию управления и (о?, ,...,«г„ ) (10) нелинейными объектами (4) во многом сводится по существу к необходимости решения множества граничных задач, позволяющих рассчитать траектория, лежащие на гиперповерхности ¿и ,..., ) = о переключения управления. '

Итак, возможности решения граничной задачи определяют успех в решении сложнейшей проблемы синтеза оптимальных по быстродействию систем управления нелинейными объектами. Известно, что реГэняе многих проблем в других областях науки также наталкивается на гранич-.. ную задачу. . - ■ • ' .

Конкретно решение граничной задачи при оптимальном и субоптимальном по быстродействия управления распространенными нелинейными объектами сводятся к поиску моментов .переключения:

- ¡"1 (-^/о I • •*• , • • • Ч'тоя ) > ' =1,2, .. . П. (22)

Зная моменты переключения можно рассчитать траке торию (.* ), —, () программного движения объекта. Необходимо отметить, что для нелинейных объектов метода.решения;граничных задач впервые быди подучены" в работах автора иЗА.А..К9лесниковаЛ 23; Для решения . - ■'

_ гг-

ч

этой задачи сначала необходимо выбрать достаточно эффективный математический аппарас решений нелинейных дифференциальных уравнений на интервалах знакопеременного управляющего воздействия. Таким аппаратом оказался метод представления решений нелинейных дифференциальных уравнений на интервалах.управления в виде степенного ряда:

оо ^ .

*ка)-£п, <=1.2....... • -

(23)

т*0

(л /) /)•'

">•о . *

где Око=сско, Ок4= ••• » Ц'П+1)Ох-,/71./ ,

а^п,^ = (/т+1) (¿л +2}0/г.т.г,.. =(/77 +1) (/77 +2}.. .("7 +

+ /1.-1)0,

(24)

Предполагается, что нелинейные функции /"/ («V ) диффе-

ренциальных уравнений (2) имеют полиномиальное представление:

.. (25)

что на практике охватывает "весьма существенный класс нелинейных объектов. Тогда коэффициенты я« (24) степенных рядов (23), представляющих решения нелинейных дифференциальных уравнений (2), могут быть . определены цоследоватеяьцым применением формул Коши для умножения двух степенных рядов. Зто дает возможность получить достаточно простые рекуррентные формулы для расчета коэффициентов степенных рядов.

Указанная численно-аналитическая форма решений нелинейных дифференциальных уравнений (2), (25) позволяет разработать практически, эффективные процедуры расчета на ЭШ.

В целях удобства построения алгоритмов расчета на ЭШ моментов переключения (22) была произведена редукция граничной задачи, которая ¿водится к варьированию tк моментов переключения, что .приведем/Соответственно к изменению Хк координат конечного" положения объекта при условии, если закрепить граничные начальные положения объекта. Еа основе, указанной процедуры были разработаны па- .. кеты прикладных программ, реализующие на ЭШ алгоритмы 'ретеййя'граничных задач при оптимальном и субоптимальном управлении.

3.3. Расчет поверхностей переключения и законы управления

На основа процедур решения граничных задач были разработаны, методы синтеза оптимальных по быстродействию систем управления обь-

ектами* с аналитическими нелинейное гями (25) при произвольных начальных условиях (в допустимой области фазового пространства). Такими моделями может быть опиеан весьма широкий класс различных подвижных и технологических объектов. Разработаны методы расчета линяй, поверхностей и гиперповерхностей переключения соответственно для нелинейных объектов второго, третьего я высокого порядков. Далее были пред- . ложены процедуры аппроксимации гиперповерхностей переключения агрегатами функций, удобных для' технической реализации затонов оптимального я субоптимального управления. В качестве критерия приблп-.екгл использован квадратичный функционал

г& ГЫ - N

ас м '

(26)

Условию минимума критерия (26) удовлетворяет двойной ряд Фурье ы *Т

' к-г

Тогда функция переключения аппроксимируется выражением

/V (ОГу.....-ЗГл) = ). (2сз)

а закон управления (10) принимает, вид

О

Вад и структура фунйдай^¿7(28) и и (29) определяют структуру и па. раметры оптимального управляющего устройства. Для его реализации согласно (27) требуются функциональные преобразователи одного переменного , множительные устройства и сумматоры, что и позволяет достаточно просто осуществить аппаратурную или программную.реализацию законов оптимального управления (29) на средствах аналоговой и микропроцессорной техники.

Затем были разработаны методы синтеза субоптимальных по быстродействию систем управления нелинейными .объектами высокРго порядка > в'" основу которых положена идея, в соответствии с которой при сужении областей начальных условий или классов задающих воздействий размерность гиперповерхности переключения может существенно понижаться. ' Пердлояена процедура построения субоптимальных систем, когда форма гиперповерхности переключения но ищется, как это выполняется в рас- . смотренных выше методах синтеза, а задается, исходя из удобства технической реализации системы управления.

Разработана методика синтеза таких систем при выборе двух-трех- я -А -интервального знакопеременного управления нелинейными

-2.4"

' объектами высокого порядка. Рассмотрен метод построения субоптимальных позиционных систем, обеспечивающих перевод объекта в фиксированные положения, когда переключающая функция ¿1 •.....-я'б ) имеет вид ^

я<*« .....а*) ' (зо)

Где 3",.= </>(«*/о ......(31)

Коэффициенты обратных связей 37 являются постоянными для каждого конкретного цикла позицирования и определяются из системы уравнений

//(£)«0, у = 1,2,...,' « -I,(32)

Расчет зависимостей (31) на основе (32) производится в результате решения граничной ^задачи.

3.4. Метода построения нового класса оптимальных рэгуляторов[2)

функции переключения вида (28) и (30) были ис-

пользованы для решения важной технической задачи построения нового класса эффективных автоматических регуляторов.[2]. При этом основой построения таких регулятороз служит,положение, -согласно которому для режима малых' отклонений системы используются стандартные П2Д-закош'управления, а в режиме больших отклонений в структуру регулятора вводятся нелинейные блоки, оптимизирующие; систему управления по быстродействию. Реализация обобщенного закона управления, обеспе-\ чивающего последовательную оптимизацию режима больших отклонений си, ствмы по быстродействию, а затем режима малых отклонений по первичным показателям качества (минимум среднеквадратической ошибки, заданный, показателе колебательности и др.), я является отличительной чертой нового класса регуляторов. В настоящее время в промышленности широко используются два основных класса регуляторов - электронные' .'регуляторы, формирующие ШД-законы управления с помощью операционных усилителей с обратными связями, и релейные регуляторы, фор-, пирующие ШД-законы с помощью скользящего режима релейного звена на входе исполнительного механизма. Для субоптимальных электронных ' регуляторов обобщенный закон управление имеет вид

¿£=/£+<$■¿(0 -.33)

где £ „р- -х ( г ) - отклонение (ошибка); уь , 6 ,ки - параметры настройки; Ъ (у ) - нелинейная составляющая (по отклонению у = £ , его производной у = £ (£ ) ила' .по положению исполнительного механизма) , обеспечивающая, оптимизацию в режиме больших отклонений си-

стемы/управления.

Применительно к релейным регуляторам обобщенный закон управления принимает вдд * • ^

" .. + Ггк(у), (34)

где кг - параметры настройки; 2 — выход балластного звена, . используемого для формирования ПИД-закона управления в скользящем режиме движения; ) - нелинейная составляющая, обеспечивающая оптимизацию по быстродействию. Функции ^¡'(у ) в (33), (34) рассчитываются по выражениям вида

ЪЛу ) = ) £«(</) =0 при (35)

^(у ) = 7 -у, у, />к(у)=8 при (36)

Из (35) я (36)'следует, что в режимах малых отклонений обеспечиваются стандартные законы управления, з в режимах больших - система оптимизируется по быстродействию, что позволило разработать новый класс эффективных автоматических регуляторов. Предложенный метод позволяет реализовать системы, имекзз^е близкие к оптимальным по быстродействию переходные процессы. В зависимости-от вида и числа функциональных преобразователей у ) можно построить различные суб-сптнмальные сгзтегш управления нелинейными подвижными и" технологическими объектами. Синтезированные системы управления достаточно просто реализуются на основе серийных аналоговых устройств, а также микро-ЭЕЛ и микропроцессорной техники. Это позволило разработать метода проектирования, технической реализации и наладки нового класса оптимальных управляющих устройств и автоматических .регуляторов,внедренных в различные отрасли промышленности при создании систем управления объектами и АСУШ.

/

4. ОЦЕНКА Д1НАШЧЕСКИХ СВОлСТВ ПРОШШНШХ РШДЯЮРОВ И

СШЖМЗАЦШ СХЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ (ЖНАЛИЗАЩИ, ЛИНИЙ СВЯЗИ И ЩТОВ УПРАВЛЕНИЯ

о

4.1. Оценка динамических„свойств промышленных регуляторов ' [3, 6, »9, 13,41,42,43,46,59,60,66,70,73]

Для оптимального выбора при проектировании типовых промышленных регуляторов' необходимо иметь информацию о действительной их структуре л динамических свойствах. Дело в тем, что при технической

реализации в большинстве случаев не удается сконструировать регулятор или управляющее устройство .с типовым, б чистом вдце, законом управления. Между тем, выпускающиеся отечественной промышленностью автоматические регуляторы и управляющие устройства не имеют документации с содержанием их функциональных структурных схем, матема-тичёских моделей (передаточных функций и др.), полной оценки .их динамических свойств, погрешности реализации предписанных законов управления. с)то затрудняет проектировщику выбор типа оптимального регулятора для конкретного'объекта, а также работу наладчика при наладке и реа^лизации систем управления" и АСУШ/

Органы настройки регуляторов, как правило, .не имеют оцифрован-, 1шх>шкал, а в редких^случаях оцифровки заводы изготовители не гарантируют их достоверность. Заводы-изготовители в инструкциях по наладке -указывают идеальный типовой закон управления. Однако, практически всегда регухитор реализует его с определенной погрешностью, которур можно выделить из структуры регулятора как некоторое баллас-' тное звено, искажающее идеальный закон управления. Для одних объектов этим балластным звеном можно пренебречь, для других это недопустимо. В последнем случае проектировщик или должен выбрать другой реглуятор, или, если.это допустимо, относить динамические свойства балластного звена к динамическим свойствам объекта и в этой совокупности оценивать целесообразность применения данного регулятора. Эту информацию так же должен иметь инженер-наладчик при определении оптимальных параметров настройки регулятора для данной АСУШ. В связи с этим проделана большая работа по структурному и параметрическому анализу промышленных регуляторов и оценке их динамических свойств. -

В[41-43] определены функциональные структурные схема и действительные передаточные функции пневматических П-регуляторов типа ПР 2.8; ПИ-регуляторов типа ПР3.31, 'ПИД-регуляторов типа ПРЗ-35; дан анализ их динамических свойств. ,

В АСУШ широкое применение н'аходят комплексы аналоговых электрических средств регулирования/ реализующих П-, ПИ-, ПИД-законы регулирования: АКЭСР, АКЭСР-2, "Каскад", "Каскзд-2". В [433 разработаны структурные схемы регулирующих блоков РБА, Р12 и Р17-этих комплексов, особенности формирования закона регулирования, разрабо- ■ таны методы оцифровки шкал органов настройки: коэффициента передачи, постоянной времени изодрома, постоянной времени предварения, цо-;стоянкой времени демпфирования, разработаны методы проверки регуляторов в различных режимах.

В АСУШ широкое применение находят.в,качестве исполнительных

«ацизмов электродвигателя с постоянной скоростью вращения - "Ш ютоякной- скорости". В этом случае эффективные АСР реализуются с мощью импульсных электрических регуляторов/ которые в комплекте ИМ постоянной скорости для широкого круга объектов с достаточной я практики .точностью 'реализуют линейные П-, ПИ- я ПИД-закош ре-лярования. В этой связи [37] дано теоретическое исследование прян-,, .па формирования линейных законов управления с помощью импульсных тройств. Теоретически обоснован.возможный автоколебательный режим боты таких регуляторов, что для реальных объектов недопустимо; 1ны рекомендации по исключению входа' регулятора в автоколебатель-й режим. Изложены метода настройки я оцифровки регулирующих ям-льс1шх блоков РШ ц'Р27. ■

Автором также развиты методы параметрической оптимизации пройденных регуляторов. Так,в [70,73] предложены и теоретически оборваны амплитудно-фазовые критерии границы необходимого запаса ус-йчлвости систем по модулю С и фазе у , являющиеся развитием обоюдного критерия устойчивости Найквиста (Д-разбиение). С использо-¡шем предложенных критериев разработан метод определения оптямаль-х (в смысле обеспечения заданных^значеняй" С я ^ ) параметров на-роек промышленных ПИ- я ПИД-регуляторов. В [66]предложен числен-'-аналитяческий метод выделения облаете;! устойчивости систем в пло-:ости параметров настройки ПИ- я ПИД-регуляторов.

Автором выполнена большая интересная в 1 теоретическом плане я лезная для инженеров-практиков работа по структурной и параметри-ской оптимизации автоматических систем' регулирования различных роко распространенных конкретных технологических процессов я агре-тов [9,13,41,46,66,'70].

В соавторстве с доктором техн.наук А.Т.Лебедевым разработаны я оретячески обоснованы методы структурной и параметрической опти-зации систем,управления котлоа^регатов: систем управления пятани-, температурой перегретого пара, расходом топлива, расходом обще-воздуха, разрежением в топке котла [6]. Разработаны пакеты пряк-. дных программ для рас^та я параметрической оптимизация регулято-в на микрокалькуляторах и"микро-ЗИМ. Разработаны методы ядентифя-ция объектов и определения.оптимальных параметров настройки авто-тических регуляторов.

За последние годы широкое применение находят микропроцессорные -нтроллеры. Особенности проектирования АСУ1П на базэ микропроцес-рных контроллеров даны, в [34] .

Методы определения оптимальных параметров настройки автоматя-ских регуляторов и устройств в системах управления разработаны я

изложены в [3, 6, 7, 9,46,59,60].

4.2. Синтез оптимальных схем технологической сигнализации с типовым алгоритмом работы [47,83,84]

Оптимизация технологических процессов, повышении их параметров до критических и сверхкритиче.ских, сложные взаимосвязи в работе технологического оборудования трэбуют всевозрастающего контроля допустимых значений различных ■ параметров и состояний технологического оборудования. В АСУШ сложных объектов требуется контроли-.' ровать тысячи предельных значений различных технологических параметров и конечных положений производственных механизмов. В связи с этим в проектах автоматизации различных объектов и, в частности, энергетических, металлургических, нефтехимических и т.д. значительное место занимают схемы производственной и аварийной сигнализации. При этом схемы технологической сигнализации разрабатывались, как . правило, исходя из опыта, логических умозаключений и инженерной ин-» туяции проектировщика без учета возможностей науки и техники в области синтеза схем на пороговых элементах. .

В проектах имело место большое разнообразие технических решений принимаемых при разработке схем сигнализации: с использованием реле импульсной .сигнализации, на ЕС-цепочках, на релейно-контактшх элементах и т.д.

Меэду тем, алгоритм работы этих схем в большинстве случаев одинаков. При отклонения параметра от заданного значения должны подаваться звуковой и световой сигналы; звуковой сигнал квитируется кнопкой съема звукового сигнала; сватовой сигнал исчезает при ликвидации отклонения параметра от заданного значения. В связи с этим в [47] разработана типовая схема технологической сигнализации с"ее минимизацией по количеству необходимой аппаратуры для ее реализации. Схема технологической сигнализации представлена как логическая система с. переключательной функцией fifi, реализующей алгорятм-работы устройства подачи звукового-сигнала, и переключательной функции fc, реализующей работу устройства подачи светового сигнала. - -

Полученные результаты я ях техническая реализация защищены авторскими свидетельствами [83,843. На Свердловском опытном заводе освоен промышленный выпуск блоков технологической сигнализации: типа БАС - блок аварийной сигнализации; Н1С - блок производственной сигнализация; БОЦ - блок общих цепей.

- -

4i3. Оптимизация электрических линий связи ¡зистем управления v промышленными объектами [12,55,711

^Система управления -слбжным современным промышленным объектом . рвдстаЬляет собой весьма разветвленную.структуру о протяженными . 1ниями связи передачи-приема информации, управляющих сигналов, ло~ гческюс технологических-блокировочных зависимостей í . Hg сложных Зьектах,' например, металлургической промышленности,-Нефтёхимичес-IX производств, энергетике, строительных материалов и т.д. для зализации этих связей расходуется до 100 км электрических кабелей ззличной жильности.'При формировании кабельной сети имеется протя-зречие между целесообразностью, объединения проводок отдельных дат-аков в-общий кабель я необходимость^ подхода конкретных цепей к азличным-панелям пункта управления объектом, исключения взаимовли-яия. цепей и т.д., Для устранения этого противоречия' проектировщик гремится применять электрические кабели малой жильноети, .что, в вою очередь, увеличивает расход проводников на резервирование жил, Зщий километраж.кабеля, а, следовательно, и стоимость объектаЛеж- ■ Т тем при проектировании систем управления известна 'физическая .ге-иатрия объекта, места расположения датчиков, исполнительных меха-ззмов, регулирующих органов с одной стороны,.и пункта (пунктов) давления объектом, с другой стороны. •

Таким образом, имеем классическую задачу построения оптймаль-эй конфигурации каналов ,(линий) связи при известных (Граничных юнечнюО точках расположения приемников, Наличии известных воз- . ясных путей прохождения линий связи, узловых: точках (соединитель-ос коробках, кроссах и т.п.), ограничениях по взаимовлиянию цепей, эркам кабелей и требованиям по опорным конструкциям и. защите ка-зля от повреждений. , - . ' '•'

. Под критерием оптимальности кабельной сети понимаег^я мини -' а л ь н ы й километра» .провода а ко во й р о,д-у.к,ц и я . в пересчете на одну жилу, минимум Р у д О'з а т р-а т и® стоимости р о, а л а з а.ц и и .

Впервые концепция оптимизации линий связи в системах управле-1я и АСУШ (Зйла сформулирована в [71]. На первом этапе ее практи-зской реализации были предусмотрены- переборочные коммутационные 1екмные поля непосредственно на технологической установка я на зода электропроводок в пункт управления. Электропроводка между гими клемьрзыми палями.(в технически обоснованных олучаях применять и промежуточные соединительные устройства) выполнялись магяс-

тральными многожильными кабелями 112,55]. Для проектировщиков был разработан руководящий материал Ш4-162-79 'Проектирование и монтаж электрических проводок систем" автоматизации технологических процессов с применением многожильных магистральных табелей".

• В развитие предложенного принципа был разработан банк данных и математическое обеспечение.для автоматизированного на ПЭВМ про- ; вотирования оптимальной сети электропроводок АСЛП [22]- система . САПР-ТРА'ССА. Эта система выполняет все основные проектные опера. ция, при этом резко снижаются трудозатраты при проектировании и реализации АСУШ, экономится на сложных, объектах до 30$ проводниковой продукция, снижается стоимость строительно-монтажных работ до 20$. Кроме того, оптимизация линий связи резко повышает их мон-тажепригодность и ремонтопригодность. ' '

Монтакепрйгодность. Наличие коммутационных полей со стороны промышленного объекта я пункта управления позволяет независимо выполнять монтажные работы непосредственно на объекте, прокладке щи-

■ тов управления и связей между ними в операторском помещении.

На ранней стадии реализации объекта, когда его технологичес+-кая готовность низка, строительная готовностьзданий и сооружений (наличие колонн, эстакад, перекрытий) позволяет-установить соединительные коробки, кроссы и т.п. коммутационных полей и проеклады-вать магистральные кабели.-При сдаче под монтаж операторского по-1 мещенля устанавливаются щиты, пульты, кроссы, проводки между ними и т.д. При этом представляется возможность все соединения выполнять штатными заранее разделанными и промаркированными кабелями. По мере механоглонтанной готовности технологической установи! .устанавливаются "по месту" средства'управления и проводки. Такая,совмещенность строительных, механомонтажных и электромонтажных работ сокращает сроки строительства, повышает качество работ, сокращает сроки выполнения пусконаладочшх работ. -

■ Ремонтопригодность. При реконструкции объекта меняются только местные проводки, часть приборов, на щитах управления и перемычки на коммутационных полях. Магистральные кабели, -как каналы связи,

■ остаются неизменными.,

4.4. Оптимизация проектных решений "по щитам управления и размещения в них средств автоматизации [3,78,81]

I Государственный стандарт ГОСТ 3244-68 предусматривал' размещение средств автоматизации и проводок в щитах на его внутренних плоскостях я ''утопленный монтаж" приборов и органов управления в выре-

зах на передней панеди. Таким образом, оболочка щита несла "силовую нагрузку" и- служила рабочим полем для размещения средств автоматизации и проводок. Внутренний-объем шита практически не использовался. Это приводило к необходимости увеличивать толщину металла, из ^которого изготавливался щит, и его габариты для обеспечения необходимой площади рабочих плоскостей щита. Для устранения этих недостат-' ков была предложена идея'объемного размещения средств автоматизации и проводок в щите с размещением их на каркасной унифицированной конструкции, несущей-"силовую" нагрузку.. Панели щита навешиваются на каркас, образуют его оболочку и не.несут "силовой" нагрузки, вертикальные стойки каркаса, дают возможность устанавливать пр'ефорирован-яые горизонтальные рейки для объемного размещения средств автоматизации и проводок [3, 78, 81]. За счэт уменьшения толщины металла оболочки щита снизился общий расход'металла на 15%, в 1,5-2 раза . увеличилась насыщенность щита средствами автоматизации при данном габарите, снизились трудозатраты за счет индустриальной сборности щита. Был разработан взамен ГОСТ 3244-68 новый отраслевой стандарт на щиты - ОСТ 36.13-76. .

.' Для проектировщиков были разработаны руководящие материалы; РМЭ-82-83 "Щиты и пульты систем автоматизации технологических процессов. Конструкция, особенности применения",- ШЗ-52-85 "Инструкция по монтажу электрических проводок внутри щитов и пультдв". С учетом. .опыта применения щитов, обеспечения их автоматизированного проектирования произведена корректировка отраслевого стандарта на них - вышел в свет ОСТ 36.13-90Е.' Разработана система автоматизированного .проектирования на ПЭН»1 щитов и пультов - САПР-АЛЬФА. Промышленное изготовление щитов по ОСТ 36.13-90Е освоено' на заводах ассоциации "Монтажавтоматика", ■ . \

5. ПОВЫШЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ И ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТ ОД В ОБЛАСШ

РАЗРАБОТКИ, ШТИШЗАЭДИ И РЕАЛИЗАЦИИ- СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ [3, 5, 6,7,8,10,11,13,16,17,18,20,21,22,24,25,26]

Крупные'научные результаты отечественных'ученых в области разработки фундаментальных проблем автоматического управления, к сожа-; леняю, недостаточно используются в инженерной практике для оптимального структурного синтеза (разработчиками, проектировщиками) я параметрического синтеза (наладчиками, эксплуатационным персоналом)систем управления и АСУ ИЗ. Это снижает оптимальность хода технологического г-:.-.;-есса, уменьшает (Эффективность работы/автогдатизярован -

-яв-

ного-объекта. Поэтому очень важно убедить специалистов, работающих в области автоматизация, в необходимости совершенствования знаний теории управления технически™ системами и использования их-как инструмента для квалифицированного решения практических задач. Для этого так же очень важно излагать в научно-технической литературе прикладную теорию управления доходчивым для специалистов языком Ъ иллюстрацией практического результата ее использования. Учитывая это, в производственно-технической монографии [22]в доступной для специалистов форме изложены основные прикладные вопросы'теории автоматического управления! Оригинальность ,[22]состоит в том, что фундаментальные положения теории управления техническими системами излагаются на примере простейшей практической системы регулирования температуры сушильного шкафа, путем ее постепенного усложнения (вве-деняя дополнительных связей,' корректирующих контуров и т.д.). Изложенное в монографии закрепляется численными примерами, расчетами. Учитывая популярность [22]у производственников я студентов, она была переиздана [19] с доработкой и учетом развития современной теории управлений. <

Монографиями [13,17,18,20] завершен труд по созданию фундаментальных публикаций* идеологически как единое целое по всему комплексу разработки и-реализация систем управления объектами и АСУТП:Про-ектированяе, монтаж, наладка приборов я устройств технологического контроля, наладка автоматических систем и устройств управления. Эти монографии и их последующие вторые и, третьи переиздания, переработанные я дополненные [3,5,6,7,12], являются настольными пособиями широкого круга специалистов по системам управления я АСУШ. Работы [5,10] служат основным пособием для студентов высших учебных заведений соответствующих специальностей при курсовом и дипломном проектирования. '

Особое место занимает проблема подготовки специалистов среднего; звена - техников и бакалавров в средних и высших технических-, учебных заведениях. Дело в том, что изложение основ теории'управления требует применения серьезного математического аппарата, изучение которого не предусмотрено учебными программами техникумов. В.связи с этим чтение в техникуме курсов "Автоматическое регулирование"'сводилось к рассмотрению конкретных схем регулирования (температуры,давления и-т.д.). Е учебниках для техникумов приводились разрозненные сведения о типовых звеньях, самовыравниваняи, перерегулирования я т.д. Из учебников не видна была-практическая применимость я ценность изучаемого материала. Изучение описания и действия конкретных схем (даже большого..их числа)"не готовит специаляста данного профиля.

Техник приходит на производство, а схемы уже стали другие. Основополагающих знаний,позволяющих проанализировать любую схему, разобрать ее структуру*, формирование закона регулирования техни-и существующие учебники не давали. Особенно четко это несоог-зетствие требования к знаниям техников выявилось при написании учебного пособия [26] для учащихся техникумов по курсу "Наладка зистем контроля и автоматики" по специальности 22.02. - "Монтаж г наладка автоматизированных.систем". В связи .с этим в учебнике [25] доступным для учащихся техникумов языком изложены основопо-игающие положения прикладной теории автоматического управления с физическим пояснением понятий, явлений, практическими примерами и расчетами. *

Методически' разработан действующий куро: "Автоматическое регулирование" для учащихся техникумов. ■ •

На базе изложенного в [25] далее был написан учебник [24]по шладке систем управления, где вопросы наладки изложены с исполь-юванием понятий современной прикладной теории автоматического правления. ^

Современный проект автоматизации промышленного"объекта содер-ят сотни чертежей и документов. Изучить проект, для его грамоткой ффективной реализации в общем Случае без специальной подготовки ;аже специалисту трудно. В связи с этим была опубликована моногра-|Ия [16], которая дйанды переиздавалась с дополнениями и перера-отками [4,II]. Она полезна для широкого круга специалистов: рабо-их, инженерно-технических работников, студентов. Очень, важно от-етить,, что подход к технике чтения изложен с позиции структурных снов построения АСУ2П, отбора, передачи и переработки информации.

В монографиях [6,21] изложены специальные вопросы наладки астем управления котлоагрегатами, Особенно следует отметить, что [6]разработаны пакеты прикладных программ.на языке ФОРТРАН ЕС ЕМ для автоматизированного- расчета оптимальных параметров настойки регуляторов и показателей.качества переходного процесса,да-а численные примеры их ^пользования.

■ ,. ОСНОВНЫЕ "РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Общий итог работы заключается в разработке теоретических вэ-росов в области построения систем управления.объектами и внодре-ш АСУШ,структурной и параметрической, оптимизации систем управле-ия,создания эффективных "средств автоматизация,повышения,квалифиха-аи я подготовки специалистов,повышения эффективности работы автема-

3-7-

т;гч8ских систем в народном хозяйстве.

.Получены следующие основные научные и практически результаты: по разделу I:

I. На основе концепции взаимосвязанного проектирования и реализации систем разработаны методы синтеза, структурной и параметрической, оптимизации систем управления как единого комплекса теоретических; , конструктивных и практических решений по их созданию,' наладке (настройке) и внедрению.

по разделу П:

, 2. Разработан!- новые методы улучшения качества двухпозиционно-I го регулирования. Синтезированы эффективные регулирующие устройства. !Предложены аналитические и численно-аналитические методы расчета параметров настройки регуляторов. "

.3. Научно обосновано перспективное направление синтеза быстродействующих регуляторов для объектов с запаздыванием, на основе которого может быть построен новый класс эффективных автоматических ■ регуляторов.

4. На основе развитого направления разработаны методы аппроксимации и синтеза субоптимальных по быстродействию регуляторов,практически реализованных для распространенных 'в промышленности объектов с запаздыванием.

по'разделу Ш:

5. На основе разработанной алгоритмической.процедуры решения

<граничных задач развиты методы решения сложной проблемы синтеза оп-'тимальных и субоптимальных по быстродействию систем управления неди-,неййыми многомерными объектами. Зто явилось основой для создания ме-Iтодов проектирования нового класса оптимальных промышленных автоматических регуляторов,

6. Разработаны метода алгоритмического синтеза субоптимальных по быстродействию систем управления нелинейными объектами, основанные на свойстве декомпозиции гиперповерхностей переключения в линии переключения в зависимости от «Зэормы задаваемых при проектировании граничных условий'системы. На основе этого подхода предложен способ построения субоптимальных технически реализуемых регуляторов с переменной структурой для. управления многомерными нелинейными объектами.

7. Разработаны методы построения и технической реализации принципиально нового класса оптимальных регуляторов, обеспечивающих оптимальные по быстродействию процессы в режимах больших отклонений

систем от заданного состояния и стандартные показатели качества в

режимах малых отклонений. Эти регуляторы придают проектируемым на их основе .системам управления свойства многокритериальности, т.е. удовлетворения совокупности различных (часто противоречивых) инженерных требований к качеству создаваемых систем.

о

по разделу 1У:

8. Выполнены структурный и параметрический анализ наиболее распространенных промышленных-регуляторов, определены динамические ошиб ки при реализации типовых законов управления, разработаны методы их

■ настройки.

9. Разработана структура, принципиальная схема и технология -промышленного изготовления регулирующего устройства Ш1-2 для рь-лейно-импульсной. коррекции двухпозиционного регулирования. Экономи-.ческий эффект в результате улучшения качества регулирования составляет. более двух млн.рублей в год.

10. Разработана концепция объемного размещения аппаратуры в щитах управления и технология их промышленного изготовления. Экономический эффект от внедрения составляет около 1,5 млн.рублей в год.

11. Разработана теоретически обрснованная структура оптимальных схем технологичаской сигнализации на пороговых элементах с типовым алгоритмом работы. ,

12Лредложен и теоретически обоснован новый способ оптимизации систем технологической сигнализации, на основе которого разработана типовая схема этих систем, а также освоен промышленный выпуск унифицированных блоков сигнализации. Экономический эффект от внедрения составляет около 800 тыс.рублей в год.

13'. Разработана и внедрена технология проектирования оптимальной конфигурации электрических линий связи АСУИ1 с минимизацией расхода проводниковой продукции я трудоемкости.. Экономический эффект от внедрения составляет около 1,2 мйн.рублей в год.

14. На основе научных положений и теоретических разработок ав- -тора Государственным проектно-конструкторским институтом "Проект-монтажавтоматика", как головной организацией в нашей стране в области проектирования АСУш, разработаны нормативно-технические документы (стандарты, руководящие материалы, инструкции и т.п.) для проектировщиков'и«монтажников. Внедрение этих разработок, а также опубликованных автором методов структурной й параметрической опта- -

• мизации систем управления, дает экономию в народном хозяйстве на многие миллионы рублей;

по разделу У: ■

15. Разработан систематизированный учебник'для средних специ-

альных учебных заведений по курсу "Автоматическое регулирование" [25] и учебники техникумов [24,26]по специальности 22.02 - "Монтаж и наладка автоматизированных систем".

Эти учебники являются базовыми во всех средних специальных учебных -заведениях нашей страны при подготовке специалистов в области автоматизации. Они также широко используются инженерно-техническими работниками соответствующих специальностей в их практической деятельности. -

Научные и практические результаты работы приведены'в следующих публикациях: '..'.-

I. Научные и произзодственно-технические монографии:

1. Клюев A.C., Карпов B.C. Синтез быстродействующих регулято- . ров для объектов с запаздыванием,- М.: Энергоатомиздат, 1990,176 с.

2. Клюев A.C., А.А.Колесников. Оптимизация автоматических'систем управления по быстродействию,- М.: Энергоиздат, 1982, 240 с.

о. Проектирование систем автоматизации технологических процес-. сов: Справочное пособие / А.С.Клюев,.А.А.Клюев. Под ред. А.С.Клюева-2 изд. перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1990, 464 с.

4. Клюев A.C., Глазов Б.В., Миндин М.Б., Клюев С.А. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля.-М. ¡Энергоиздат, 1991, 432 с.

5. Натщцка средств измерений и систем'Технологического контроля. Справочник/ А.С.Клюев, Е.И.Коломеец, А.Ы.Пин, С.А.Клюев. Под ред. А.С.Клюева.- 2 изд. перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1,989, 408 с.

.6. Клкзв A.C.', Лебедев Л.Т., Новиков С.А. Наладка систем авто-'Ч!т;:че;:кого регулирования барабанных пярових котлов.- !■!.: Энерго-З'ЮУ,' :лт, 1985, 280 с. ' '

V. Наллдкл спедств автоматизации и автоматических систем регулирования: Cr.pabO'.,!i.v пособие / А.С.Клюев, А.Т.Лабедев, С .А .Клюев, л.Г.Товарнов. Под и..,, л.иЛлглш - 2 изд. перераб. и доп.- 1,1.: Энергоатомиздат, 1989, 3üо с.

8. Монтаж средств изменения к звтокг^Загт;:::. Справочник / К.А. -Алексеев, В.С.Антипин, А.Л.Ганашек и др. Под ред. А.С.Клюева.- о изд. перераб. в доп.- Li. : Энергоатомиздат, 1988 , 488 с.

9. Автоматизация настройки систем управления / В.Я.Ротач, В.Ф. ,Кузищин, А.С.Клюев и др. Под ред. В.Я.Ротача.-Ы.: Энергоатомиздат, '■1984 , 272 с.

. 10. Монтаж приборов, средств автоматизации и слаботочных устройств / А-.С.Клюев, С.В.Кошелев, Ю.К.Осипенко, Н. Г .Рожков. Под ред. А.Ь.Кдюева - 2 изд. перераб. и доп..-М.: Стройиздат, 1983 . 640 с.

4 II.. Клюев A.C., Глазов Б.В., ЭДядин М.Б. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля. Под ред. А.С.Клюева - 2 изд. перераб. и доп.-St.: Энергоатомиздат, 1983. 376 с. \

.12. Монтаж приборов и' средств автоматизации. Справочник. Под ред. А'.С.Клюе'ва - 2 изд. перераб. и доп.- М.: Энергия, 1979 . 728 с.

13. Клюев A.C., Глазов Б.В., Дубровский А.Х. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие/ Под .ред. А.С.Клюева.-» М.: Энергия, 1980. 512 с.

14. Клюев A.C. Аппаратура для»проверки приборов технологического контроля.- М.: Энергия, 1978. 176 с.

15» Монтаж приборов, средств автоматизации и слаботочных устройств. А.С.Клюев, С.В.Кошелев, Ю.К.Осипенко, Н.Г.Рожков. Под ред. А.СЛОгоева.- М.: Стройиздат, 1978. 512 с.

16. Клюев A.C., Глазов Б.В., Мидин М.Б. Техника чтения схем автоматического управления я технологического контроля. Под ред. А.С.Клюева.- М.: Энергия, 1977. 296 с.

17. Наладка автоматических сястем и устройств управления технологическим:! процессами. Справочное пособие. Под ред. А.С.Клюева.-М.: Энергия, 1977. 400 о.

18. Наладка приборов я устройств технологического контроля. Справочное пособие. Под ред. А.С.Клюева.- М.: Энергия, 1976. 416 с.

19.,Клюев A.C. Автоматическое регулирование.- М.- Энергия, 1973. 392 с.

20. Монтаж приборов и средств автоматизации. Справочник. Под ред. А.К.Адабашьяна, К.А.Алексеева, А.С.Клюева', Д.ПЛупрова.-К.: Энергия, 1972. 504 с.

21. Клюев A.C., Товарной А.Г. Наладка систем автоматического регулирования котлоагрегатов.-М.: Энергия, 1.970 . 280 с.

' 22. Клюев A.C. Автоматическое регулирование.- М.: Энергия, 1967. 3-14 с.

- 23. Клюев A.C. Двухпозиционные автоматическое регуляторы и их настройка.-М.г Энергия, 1967. 104 с.

П. Учебники я учебные пособия:

24. Клюев A.C. Наладка автоматизированных сястем в строительстве. Учебник для техникумов.- '!,.: Стройиздат/ '1991. 240 с.

25. Клюев A.C. Автоматическое регулирование. Учебник для средн. спец. учебн. заведений,- М.: Высшая школа, 1986. 551 с.'

26. ¡Опоев A.C., Минаев П.А. Наладка систем контроля и автоматического управления. Учебник для техникумов.- 2.: Стройиздат,1980, 2П8 с.

Ш. Статьи, опубликованные в научно-технических журналах'и сборниках

27. Клюев A.C., Дариенко В.В. Синтез цифровых многосвязных систем управления объектами с запаздыванием // Монтаж и наладка средств автоматизации я связи, 02, 1992. С.15-20.

28. Клюев А.С.,^Дариенко В.В. Синтез автоматических систем регулирования электроприводом методом обратных задач динамики // Известия вузов СССР. Энергетика, М, 1992: 0.69-73.

29; Клюев A.C. Орыт эффективного планирования работы в хоз-' ' расчетных подразделениях JJ Монтажные и специальные работы в стро-' ительстве, Ш, 1991. C.I9-20. ' . '

30. Клюев'A.C., Дариенко'В.В. Приемы синтеза аналоговых:и цифровых алгоритмов управления объектами с запаздыванием // Монтаж

и наладка приборов,хсредств автоматизации и связи, it£, 1991. C.8-I5.

31. Лебедев А.Г.', Клюев A.C. Метрологическая оценка и выбор оптимальной точности средств,, измерений // Монтаж и на ладка приборов, средств автоматизации и связи, №7, 1991..С.1-29.

32. Клюев A.C. Прогрессивная система планирования работ с хозрасчетных подразделениях // Монтаж и наладка приборов, средств автоматизации и связи," J58, 1991. С.12-15.

33. Клюев А-.С. Комплекс работ и услуги НПО "Ыонтажавтоматика" // Монтаж и наладка средств автоматизации и связи, JS5, 1,991. С.5-9.

34. Клюев A.C. Проектно-компонуемые микропроцессорные контроллеры Л Монтаж и наладка средств автоматизации и связи, 1990, JjQ, С.1-22,

35. Клюев A.C. О совершенствовании структуры управления-работами по автоматизации производства // Монтаж и наладка средств ав-

' томатизации и-связи, 1990, ЯЗ. C.I-9. *"■ '

36. Клюев A.C.-Беззвенная структура'управления подотраслью

_ на основе взаимовыгодных договорных соотношений // Монтажные и- специальные работы в строительстве, 1990 , НО. C.2I-23. . I 37. Клюев A.C. Наладка импульсных электрических срё&ств регу^-• лирования // Монтаж и наладка средств автоматизации и связи. 1989, "8 С 1-3?

-

,38. Клюев A.C., Щлайло H.B., Рябчук З.М. Система автоматизированного проектирования систем автоматизации // Монтаж и наладка средств автоматизации я связи, 1982, Ж, с.15-17.

. 39.. Клюев A.C. Автоматика доменной печи // Монтажные я сиет-° а-лыфе работы в строительстве, №9, 1976, с.11-12.

40. Клюев A.C. Структурные схемы'я динамические свойства пневматических регуляторов типа IÍF3.35 // Монтан и наладка средств автоматизации и связи, Гг2, IS78, с.19-21.

41. Клюев A.C. Структурные схемы и динамические свойства пневматических регуляторов типа ПР3.31 // Ыонтаж и наладка средств автоматизации я связи, М, 1978, с,10-13.

42. Клюев A.C. Структурные схемы пневматических регуляторов типа ПР?,0 /./ Ыонтаж и наладка средств автоматизации и связи, 1112, •1977, с.22-26.

43. Клюев A.C. Наладка аналоговых электрических средств регулирования // Монтаж и наладка средств автоматизация я связи, Я5, 1989, с.1-31.

44. Клюев A.C. Оперативно-диспетчерская связь на олимпийских объектах // Монтажные я специальный работы в строительстве, 1979, .'57, с.23-24.

45. Клюев A.C. Развитие работ по монтажу приборов и средств автоматизации //Монтажные и специальные работы в строительстве, 1977, НО, с.5-7. , °

46. Клюев A.C. Наладка и расчет оптимальных параметров автоматических систем с двухпозиционным импульсным регулятором // Монтаж и наладка средств автоматизации и связи, 1974, HI, с.20-24.

47. Клюев A.C. Синтез схем технологической сигнализации с типовым алгоритмом работы // Изв.вузоЕ. Энергетика, 1973, JI8, с.Ь0-8<

48. Клюев A.C. Преобразование структурных'схем автоматической системы управления методом сигнальных- графов //. Монтаж и наладка средств автоматизации и связи, 1972, !s7, с.12-15.

49. Клюев A.C. Психологические факторы, влияющие на технический прогресс монтажных р^бот // Монтаж я наладка средств автоматизация и связи, 1972, М, с.1-4.

- 50. Клюев A.C. Номограммы для расчета систем двухпозяционного регулирования. ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР // Монтаж я наладка средств автоматизации я связя, 1971, №5, с.17-21.

51. Клюев A.C. Основные направления технического прогресса при монтаже приборов и средств автоматизации // Промышленность Армении,' 1971, №2, с.22-25.

- ¿/О-

52. Клюев A.C. О расчете систем автоматического регулирования третьего порядка // Монтаж приборов и средств автоматизации, №7-8, 1970, с.22-23.

53. Клюев A.C. Оптимальные переходные процессы в системах автоматического регулирования давления в сосудах, резервуарах и устройствах .// Изв . вузов. Энергетика, 1970, НО, с.124-126.

54. Клюев A.C. Оценка фондоотдачи и технического прогресса при монтаже приборов и систем управления // Приборы и системы управления, 1.970, Ш, с.61-62.

55. Клюев A.C., Товарнов А.Г. Использование аналоговых вычислительных машин при наладке автоматизированных промышленных установок // Монтаж приборов и средств автоматизации, 1970, Ш, с.13-15.

56. Клюев A.C. Технический прогресс и экономическая эф^ектив- ■ ность сокращения сроков реализации технических идей при монтаже приборов и средств автоматизации // Экономика монтажных и специальных строительных работ. ЦБТИ ММСС СССР, 1970, Ji-I, с.10-12.

57.Клюев A.C. Организация работ по монтажу приборов и средств автоматизации на важнейших пусковых объектах // Монтаж приборов и средств автоматизации. ЦБТИ ШСС СССР, 1970, И, с.10-14.

58. Клюев A.C. Инженерная подготовка объектов к монтажу приборов и средств автоматизации // Монтажные и специальные работы в строительстве, 1569, НО, с.15-16.

59. Быстров A.M., Клюев A.C. Расчет настройки минимальней зоны нечувствительности регулятора с релейным выходом // Приборы и системы управления, I960, с.12-14.

60. Клюев A.C. Условия оптимальной настройки регуляторов систем автоматического регулирования температуры и давленая перегретого пара котлоагрегата // Теплоэнергетика, 1.969, JS7, с.57-60.

61.Панов Д.Н., Клюев A.C. Определение границ устойчивости одноконтурной системы.в плоскости параметров настройки регуляторов// Монтаж приборов и средств автоматизации, IS69, Т&, с.25-27, " '

62. Клюев A.C. Унификация конструктивных решений в проектах производства работ // Монтаж приборов и средств, автоматизации, 1968, М, с.1-4.

63. Клюев A.C. Оптимизация сетевого трафика работ по монтажу средств автоматизации // Монтаж приборов и средств автоматизации, 1967, К, с.16-19.

64. Клюев A.C." Прогрессивная технология монтажа средств авто-'■зтизации на объектах химической промышленности // Монтаж приборов

оедств автоматизации, ISS7,-JS3, с.5-10.

>65. Клюев A.C.'Применение пластмасс при монтаже контрольно-измерительных приборов УУ Монтажные и специальные работы в строительстве, 1967, Ш, с.54-26.

66.- Клюев A.C. Графо-аналитяческий.метод выделения областей устойчивости системы автоматического регулирования УУ Монтаж приборов и средств автоматизации , 1967, Ж, с.32-34.

67. Клюев A.C.-Опыт-полносборного монтажа систем технологического контроля и автоматики УУ Монтажные и специальные работы в. строительстве, 1966, MI, c.II-13.

68. Клюев A.C. Особенности проектирования и наладки систем двухпозиционного регулирования объектов с запаздыванием УУ Монтаж приборов и средств автоматизация, 1966, ßl, с.14-16. .

69. Клюев A.C. Экономическая флесообразность комплектной по-стакш элементов полносборного монтажа УУ Монтаж приборов и средств

. автоматизации, 1966, И, с.2-3.

. 70.Клюев A.C. Определение границ и области устойчивости систем авторегулирования по амплитудно-фазовой характеристика объекта в плоскости параметров настройки регуляторов УУ Автоматика, 1965, JE5, с.10-13.

71. Клюев А.С." О проектировании трасс электропроводок.при автоматизации производственных процессов УУ Монтаж промышленного электрооборудования и автоматики, J£ 3(34), 1965, с.37-69.

72. Клюев" A.C. О выборе аппаратов при проектировании автоматизации производственных процессов // Монтаж промышленного электрооборудования и автоматики, .lS, 1965, с.49-50.

73.. Клюев A.C. Исследование систем автоматического регулирования с помощью амплитудно-фазовых критериев необходимой устойчивости по модулю и фазе // Изв.вузов. Радиофизика.Том 7Ш, 1965, с.203-206.

74, Клюев A.C. Изготовление монтажных изделий яз пластических масс методом литья под давлением УУ Монтаж промышленного электрооборудования и автоматика, И, 1963, с.33-36.

75. Клюев A.C. Об улучшения статических я динамических характеристик гидравлических струйных регуляторов со вторичным усилителем УУ Приборостроение, №9,.'1963, с.6-8.

. 76. Клюев А;С„К вопросу об улучшения качества двухпозиционного регулирования УУ Приборостроение, £5, 1963, с.3-5.

77. Клюев-A.C. Электромеханическая корректирующая приставка к двухпозиционному регулирующему прибору // Приборостроение, МО, 1962, с.6-7. . \

78. Клюев A.C. О пересмотру ГОСТ 3244-56 на Щиты технологичес-

кого контроля // Монтаж промышленного электрооборудования в автоматика, ИЗ, 1961, C.3S-35. '

1У. Изобретения

79..А.о. H36I90 СССР. Двухкаскадный гидравлический усилитель/ А.С.Клювв (СССР).-Бюл. К, 1961.

80. A.c. И38989 СССР. Релейно-контактная приставка к двухпо-зиционному регулирующему.прибору / А.С.Клюев (СССР).- Еюл. М2, 1961.° , ;' ..'

81. A.c. J5352347 (СССР). Щит шкафной / А.К.Адабашьян, А.С.Клюев, К.Д.Колесниченко, М.В.Левит, Т.И.Литвянская (СССР).- Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки, №28, 1972.

82. A.c. J-395804 СССР. Двухпозиционный регулятор / А.С .Клюев.-(СССР).- Открытия.Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки, ;&5, 1973.

83. A.c. М72357 СССР. Устройство для многоточечной сигнализации / А.С.Клюев и др. (СССР).- Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки, J320, 1975.

84. A.c. МЬЭ1Ь4 СССР. Устройство для многоточечной сигнализации / А.С.Клюев я др. (СССР).- Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки, Jioo, 1975.

85. A.c. M30236I СССР. Короб для многослойной прокладки табелей и проводов / Н.Е.Кузнецов, А.С'.Клюев (СССР).- Бюл. Je , 1966.

86. A.c. $1218241 СССР. Способ определения тепловыделения в топке.котлоагрегата / А.С.Клюев и др.- Бюл. И , 1985.

87. A.c. М590244 СССР. Устройство для пайки сопротивлением. А.С.Клюев, Г.Н.Бабкин (СССР).-.Бюл. И,

У. Доклады на научно-технических конференциях и ученых советах

88. Клюев A.C. Некоторые методы определения оптимальных параметров настройки я улучшения динамических свойств систем и.устройств' автоматического регулирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Таганрогский радяотехняческий институт, 1968, 179 с.

89. Клюев-А.С. К вопросу об условия оптимальной настройки ре-\ гуляторов систем автоматического регулирования давления и температуры пара котлоагрегата. Тезисы докладов итоговой научно-технической конференция. Ивановский энергетический институт, 1969, с.95-97.

•н-

_S0. Клюев A.C., Товарнов А.Г. Методика расчета параметров настройки дифференциатора по временным.характеристикам объекта в системе автоматическое регулирования тепловой нагрузки котлоаг-регдта. Тезисы докладов итоговой ^аучно-технической конференции.

"Ивановский энергетичесв&й; .институт/19,70, с.98-99.

91. Клюев A.C. Системный подход к решению вопросов технологи- ' ческого контроля и автоматизации промышленных объектов. Тезисы докладов итоговой научно-технической конференции. Ивановский энергетический институт, 1972, с.62-63.

■'.Рис.1. Комплекс взаимосвязанных работ по созданию

Рис.3. Релейно-импульсное ре^лярупцое устройство типа РИН2. АС 395804.

Рис.5. Релейно-импульсное регулирующее устройство типа РИП4.

с

Рис.4. Внутренний монтаж релейно-шпусльсного регулирующего "устройства

■ so-