автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Структурно-параметрический синтез адаптивной системы управления температурным режимом отапливаемых зданий

На правах рукописи

485654а

Панферов Сергей Владимирович

СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ОТАПЛИВАЕМЫХ ЗДАНИЙ

Специальность 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск-2011

4856545

Работа выполнена на кафедре систем управления и математического моделирования Миасского филиала ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет».

Научный руководитель -

доктор физико-математических наук, профессор Телегин А.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Казаринов Л.С.

доктор технических наук, доцент Ячиков И.М.

Ведущая организация - ОАО Проектный институт гражданского строительства, планировки и застройки городов и посёлков «Магнитогорскгражданпроект»

Защита диссертации состоится «17» марта 2011 г., в 15 часов, на заседании диссертационного совета Д212.298.03 при ГОУ ВПО «ЮжноУральский государственный университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина 76, аудитория 1001.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим выслать по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ, Ученый совет, тел. (351) 267-91-23, факс (351) 265-62-05.

Автореферат разослан « 7 » февраля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор

А.Г. Щипицын

Актуальность темы. Энергосбережение в жилищно-коммунальной сфере - это одна из первоочередных проблем настоящего времени, требующих незамедлительного решения. При этом следует заметить, что даже относительно небольшой успех в этом направлении в силу масштабности энергозатрат приводит к ощутимым эффектам в абсолютном выражении. Данную проблему пытаются решить различными методами, например, часто утверждается, что существенный эффект можно получить за счет установки теплосчетчиков. Однако при этом необходимо учитывать следующее обстоятельство. Прежде всего, нужно очень отчетливо понимать, что установка теплосчетчиков это неэнергосберегающее мероприятие, а то, что способствует энергосбережению, но само по себе по своей сути таковым не является. Финансовый выигрыш здесь получается из-за того, что нормы потребления завышены, фактическое энергопотребление ниже расчетного, поэтому оплата за энергоснабжение снижается. Настоящее энергосбережение начинается только тогда, когда начинают заниматься тепловым режимом отапливаемых зданий, исследованием и выявлением его особенностей, разработкой и внедрением систем автоматизации отопления и теплоснабжения в целом. Объясняется это тем, что автоматическое управление позволяет экономить теплоту за счет учета (как правило, опосредованного) тех факторов, оценка влияния которых проектно-расчетными методами либо невозможна, либо достаточно проблематична:

1. Влияние солнечной радиации;

2. Тепловыделений от оборудования и людей;

3. Избыточной мощности системы отопления при данной температуре наружного воздуха;

4. Оперативного учета колебаний температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра и других возмущений со стороны наружной среды;

5. Хаотичности режима работы систем вентиляции и др.

Поэтому разработка вопросов, связанных с автоматизацией систем отопления и их совершенствованием, является вполне актуальной проблемой.

Целью работы является структурно-параметрический синтез адаптивной системы управления тепловым режимом отапливаемых зданий. Поставленная цель предопределила аппарат исследования: математическое моделирование температурных режимов отапливаемых зданий, численные методы решения дифференциальных уравнений, теория идентификации и управления, теория алгоритмов и экспериментальные исследования объекта.

Научная новизна. Предложены уточнённые структуры алгоритмов количественно-качественного регулирования, процессов теплоснабжения по отопительной нагрузке и по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения, позволяющие вычислять требуемые значения температуры теплоносителя при любом значении показателя степенной зависимости коэффициента теплопередачи установленных в здании отопительных приборов от температурного напора.

Для выбранного алгоритма компенсации основного возмущения - температуры наружного воздуха - разработаны и апробированы различные варианты процедуры настройки (адаптации) на проблемные теплотехнические параметры зданий и их систем отопления по эксплуатационным данным.

Разработаны два варианта структуры адаптивной системы управления температурным режимом зданий, реализующие комбинированный принцип.

Для типовых передаточных функций отдельных каналов процесса теплоснабжения определены структура и параметры настройки автоматических регуляторов, численно-аналитическими методами детально исследована ро-бастность устойчивости и качества переходных процессов сконструированных систем как по параметрам настройки регуляторов, так и по параметрам регулируемых каналов. Найдены условия устойчивости локальных систем. Установлено, что данный метод структурно-параметрического синтеза позволяет конструировать достаточно робастные САР.

Практическая значимость заключается в уточнении алгоритмов количественно-качественного регулирования процесса теплоснабжения, реализуемых на крупных источниках теплоты, в разработке алгоритмического обеспечения и структуры адаптивной системы управления температурным режимом отдельных отапливаемых зданий. Практическое использование разработок позволит экономить расход теплоты (от 4,5 до 16%) при одновременном обеспечении удовлетворительной температурной обстановки внутри отапливаемых зданий.

На защиту выносятся:

1) обоснование алгоритмов количественно-качественного регулирования процессов теплоснабжения по отопительной нагрузке и по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения, а также результаты анализа практики их применения;

2) алгоритм компенсации основного возмущения для температурного режима зданий - температуры наружного воздуха и процедуры оценки его проблемных параметров по эксплуатационным данным;

3) структура адаптивной системы управления температурным режимом зданий, реализующей комбинированный принцип;

4) результаты решения задачи структурно-параметрического синтеза локальных контуров регулирования отдельных переменных процесса теплоснабжения и анализа их робастности относительно вариаций как параметров настройки регуляторов, так и параметров объекта управления.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 11 конференциях: 6-й, 8-й, 10-й и 11-й Всероссийских научно-технических конференциях «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России» (г. Магнитогорск, МГТУ им. Г.И. Носова 2005, 2007, 2009, 2010 тт.); Международной научно-практической конференции «Коммунальное хозяйство, энергосбережение, градостроительство и экология на рубеже третьего тысячелетия» (г. Магнитогорск, МГТУ им. Г.И. Носова, 2006 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы теплоэнерге-

тики» (г. Челябинск, ЮУрГУ 2008г.); 1-й и 2-й конференциях аспирантов и докторантов ЮУрГУ (г. Челябинск, ЮУрГУ 2009, 2010 гг.); 3-й Международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазо-снабжения и вентиляции» (г. Москва, МГСУ, 2009 г.); Международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева» (г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ 2009 г.); VII-ой Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (г. Новокузнецк, СибГИУ 2009 г.); ежегодных научно-технических конференциях Южно-Уральского государственного университета (2008 - 2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 6 публикаций в журналах, включённых в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 138 наименований. Объем работы составляет 131 страницу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы.

В первой главе проведен анализ состояния изучаемой проблемы (работы Гершковича В.Ф., Глухова В.Н., Зингера Н.М., Казаринова JI.C., Калмако-ва А.А., Кувшинова Ю.Я., Ливчака В.И., Сафонова А.П., Ротача В .Я., Соколова ЕЛ., Табунщикова Ю.А., Туркина В.П., Чистовича С.Ф. и др.) и установлены следующие направления исследований, необходимые для построения адаптивной системы управления теплоснабжением зданий:

1. Выяснить, какие положения и соотношения положены в основу известных в литературе алгоритмов погодного регулирования процесса теплоснабжения и установить, как и каким образом должна осуществляться их «привязка» к изменяющимся характеристикам конкретных зданий и их систем отопления;

2. Разработать процедуры оценки по эксплуатационным данным теплотехнических параметров зданий и их систем отопления, входящих в указанные алгоритмы и позволяющих осуществлять их настройку на конкретные условия (настройку на «реальный процесс»);

3. Разработать структуру адаптивной системы управления теплоснабжением зданий;

4. Для автоматического регулирования отдельных переменных процесса теплоснабжения обосновать и разработать достаточно отчетливую и однозначную процедуру выбора и настройки регуляторов.

Во второй главе рассмотрены вопросы управления процессами теплоснабжения, в частности, алгоритмы количественно-качественного регулирования, предложенные в свое время Е.Я. Соколовым. Данные алгоритмы широко используются на практике и в учебном процессе. Предлагались различные способы коррекции и упрощения этих алгоритмов, в частности, неоднократно предлагалось заменить нелинейные зависимости прямыми, ут-

верждалось, что так называемые расчетные температуры можно оптимизировать и т.п. При этом заметим, что примечательным свойством алгоритмов Е.Я. Соколова является то, что никакие конкретные характеристики конкретных зданий и их систем отопления в них не присутствуют. По нашему мнению, это обусловлено тем, что алгоритмы предназначены для централизованного теплоснабжения, для применения на источнике теплоты города или крупного микрорайона, где потребители теплоты могут существенно различаться по своим характеристикам. Именно поэтому все сделано так, что ничего конкретного в алгоритмах нет, да и не должно быть, раз они предназначены для применения на источнике, поставляющем теплоту большому числу, как правило, разнотипных потребителей. Однако при этом вполне естественно возникает вопрос: как и каким образом все-таки осуществляется и должна осуществляться «привязка» характеристик отапливаемых зданий и их систем отопления к такому, образно говоря, обезличенному процессу централизованного теплоснабжения? Кроме того, также представляет интерес и вопрос о том, как и каким образом Е.Я. Соколовым были выведены эти алгоритмы, какие соображения и представления при этом были использованы? Важно также найти тот этап формализации, на котором используемые соотношения еще содержат конкретные характеристики конкретных зданий и их систем отопления. В литературе, насколько нам это известно, нет достаточно подробных и отчетливых данных на этот счет. Вместе с тем, это достаточно интересно в целях определения направлений совершенствования алгоритмов. В связи с этим во второй главе диссертации предложено обоснование алгоритмов регулирования процесса теплоснабжения как по отопительной нагрузке, так и по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Показано, что полученные уточненные структуры алгоритмов позволяют вычислять требуемые значения температуры теплоносителя при любом значении так называемого показателя п отопительных приборов.

Установлено, что «привязка» регулирующего воздействия со стороны системы централизованного теплоснабжения к конкретным характеристикам зданий и их систем отопления должна осуществляться за счет расхода теплоносителя, вычисленного с учетом упомянутых характеристик при допущении об одинаковости для всех абонентов расчетных значений температуры теплоносителя и внутреннего воздуха помещений. Данная задача первоначально решается при проектировании системы отопления конкретного здания.

Поскольку характеристики зданий и их систем отопления меняются по ряду известных причин, то проектная настройка регулирующего воздействия, как бы она не была точна, объективно не может быть удовлетворительной в последующем, требуется разработка алгоритмов оценки теплотехнических параметров зданий и их систем отопления по их эксплуатационным данным.

В третьей главе предложена общая структура адаптивной системы управления и обоснован вид алгоритма компенсации основного возмущения температурного режима зданий - температуры наружного воздуха при допу-

щении о том, что система отопления здания представляется эквивалентным отопительным прибором. Этот алгоритм имеет следующий вид:

• {1 -[O^/^G«,) + 1/СЛР)«,]}- • K[0,5/(cGco) + 1/(£F)C0] • /„, (1) где tco и Gco - соответственно температура и массовый расход воды на входе системы отопления, (kF)C0 - параметр, подлежащий определению при идентификации модели системы отопления и представляющий собой произведение коэффициента теплопередачи к на площадь поверхности теплообмена F для всей системы отопления, с- удельная теплоемкость теплоносителя, qv - удельная тепловая характеристика здания, V - его объем, tB и tH соответственно температура внутреннего и наружного воздуха.

Выбор tco в качестве управляемой переменной обусловлен тем, что алгоритм компенсации, представленный в таком виде, может быть применен как при наличии автономной системы теплоснабжения здания, так и при централизованном теплоснабжении. В последнем случае на индивидуальном тепловом пункте (ИТП) здания должен быть установлен регулируемый узел смешения, позволяющий добиваться требуемого значения /со, либо должна быть применена независимая схема подключения к тепловым сетям с соответствующей системой управления. Поскольку у каждого отапливаемого здания проблемные параметры qY и (kF)C0 имеют свои собственные значения и меняются они тоже только индивидуальным образом, то алгоритм может и должен быть реализован только на ИТП объекта управления, причем для его настройки на «реальный процесс» необходима разработка процедур оценки qy и (kF)c0 по экспериментальным данным.

Разработан адаптивный алгоритм оценки удельной тепловой характеристики зданий qv, базирующийся на динамической математической модели теплового режима. При этом для оценки производных сигналов температуры внутреннего и наружного воздуха применен алгоритм помехоустойчивого дифференцирования и предложено его обоснование. Для повышения помехоустойчивости всей процедуры оценки решалась задача фильтрации сигналов, которая предварительно сводилась к задаче оптимизации. Выполнена апробация алгоритма оценки удельной тепловой характеристики зданий по экспериментальным данным как без, так и с включением алгоритма фильтрации.

Разработаны адаптивный и неадаптивный алгоритмы оценки параметра (kF)C0. Адаптивный алгоритм представляется следующими соотношениями:

COi + 2А • [■]1

/СО((+1)

V

/

rt +t

'СО(М) ^'OSP(1+1)

/■) ГВ(М)

WCOiM) (kF)coi

^CO(M) ^ОБР(М)

г, [В(М)

/

(2) (3)

h -Л-_ (4)

~ {СО(М-> +'ospu+I) .

r, '«(1+1)

V z

Здесь t0BP - температура обратной воды, fVC0(M) = cGC0{M) ■ (tC0(M) -t0EP(M)) -мощность системы отопления, fitl - некоторый параметр, численное значение которого подбирается, исходя из конкретной статистической обстановки, в которой протекает исследуемый процесс. Выполнена апробация алгоритмов по экспериментальным данным.

Разработан и апробирован по экспериментальным данным адаптивный алгоритм идентификации параметров модели системы отопления, учитывающей, что коэффициент теплопередачи эквивалентного отопительного прибора (к)с0 ={т)со х (Л/со)" зависит от температурного напора Atco. Показано,

что из-за большой инерционности объекта управления нет большой необходимости в определении отдельных показателей (mF)C0 и п, достаточно отслеживать в целом параметр (kF)C0.

Разработан и апробирован по экспериментальным данным алгоритм совместной оценки параметров (mF)C0, п и qY, а также алгоритм совместной оценки (kF)C0 и qv, при этом при разработке последнего алгоритма уравнение (1) представлялось в виде общеизвестного линейного соотношения у = а + Ьх, в котором использовались следующие обозначения (новые переменные):

yJ^lA. х = J_; a^Vj-L--b = q„V—.

(в-*н Geo \kF)co <?

Адаптивный и неадаптивный алгоритмы идентификации параметров такой зависимости достаточно хорошо известны специалистам и их реализации не вызывает каких-либо затруднений. Настроенное по экспериментальным данным указанным способом конкретное выражение алгоритма (1) для одного из пятиэтажных домов серии 1-464Д-105 (г. Челябинск) имеет вид:

fc0 = (я +22536+

(45 1

{сва, 22686,

В данное выражение расход теплоносителя следует подставлять в т/ч. При этом средняя квадратическая погрешность аппроксимации экспериментальных данных для у равнялась 0,0225 отн. ед., а коэффициент корреляции Я , оценивающий тесноту линейной связи между у их, составил Я =0,727. Качество аппроксимации экспериментальных данных для у и х зависимостью у = а + Ъх иллюстрируется рис. 1.

Как видно из рис. 1, экспериментальные данные хорошо аппроксимируются линейной зависимостью.

В данном случае теплотехнические свойства ограждающих конструкций и системы отопления оценены для здания с автоматизированным ИТП. Здесь

температура воздуха внутри контрольных помещений поддерживалась с приемлемой точностью на уровне 21 °С, «потенциал» экономии теплоты был практически выбран системой автоматического регулирования (САР). Поэтому для определения возможного сокращения расхода теплоты на отопление за счет применения разработанного алгоритма компенсации по экспериментальным данным для другого здания без системы автоматизации

у 1.35 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 1,05 1

0,95 0,9

0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065 0,07 0,075 0,08 0,085 0,09 Х

♦

♦ ♦ : ♦ ♦

♦

♦

Рис. 1. Аппроксимация экспериментальных данных

нашли численные значения проблемных параметров (№)со и ду, и установили, что конкретный вид алгоритма компенсации будет следующим:

trn=t„+5ШЪy.

/ 0,5 1

+ -

свсо 63381

-/„). Коэффициент корреляции Я)Х со-

ставил в данном случае Л =0,962, что указывает на высокую степень соответствия используемых теоретических представлений экспериментальным данным. С помощью данного выражения вычислили, какой должна быть температура теплоносителя на входе системы отопления для того, чтобы температура воздуха внутри контрольных помещений при имевшем место в реальных условиях расходе (7С0 равнялась 21 °С. Графики рассчитанной кривой и той кривой, какая имела место в реальных условиях, приведены на рис. 2.

-"— 1-2 Время, ч

Рис. 2. Температура теплоносителя на входе системы отопления: 1 - действительная, 2 - достаточная для /„ = 21 °С

98 96

82 ------

9 11 13 15 17 19 21

—2 Время, ч

Рис. 3. Расход теплоносителя на систему отопления: 1 - действительный, 2 - достаточный для ^ =21 "С

Из рис. 2 видно, что требуемая по условию ?„=21 "С температура ¡со заметно ниже фактической. На рис. 3 приведены график фактического расхода воды на систему отопления бсо и кривая такого расхода теплоносителя, при котором при фактическом значении ?со обеспечивается температура

=21 °С.

Как видно из рис. 3, требуемый по условию /я =21 °С расход воды (7С0 также заметно ниже фактического, следовательно, применение данного способа управления ТРЗ позволит существенно сократить расход теплоты на отопление.

Разработано несколько вариантов структурной схемы адаптивной системы управления тепловым режимом зданий, базирующихся либо на раздельной, либо на совместной оценке проблемных параметров здания и его системы отопления. В частности, структурная схема системы управления для вышеуказанного случая приведена на рис. 4.

На рис. 4 использованы следующие обозначения: ТРЗ - тепловой режим здания, БИ - блок идентификации, в этом блоке определяются настраиваемые параметры, БК - блок компенсации, в этом блоке формируется сигнал компенсации в соответствии с формулой (1).

В четвертой главе обоснован вид эталонной передаточной функции замкнутой САР (на основе анализа литературных данных, а также и из условия достижения минимума интегрального квадратичного критерия качества переходного процесса). По эталонной передаточной функции замкнутой

САР №х(р)=—-—ехр(-г.р) определены структуры и параметры настройки вр+1

автоматических регуляторов для типовых передаточных функций локальных

каналов объекта управления

1 к к —ехр {-т„р), —^-ехрС-^р),- " ехр(-^р),

ТоеР ТозР+1 а2 Р

где кл,Тл,гл- соответственно коэффициент передачи, постоянная времени и время запаздывания объекта, ах,аг - коэффициенты дифференциального уравнения объекта, в - достаточно малая постоянная времени, р - комплексная переменная. Показано, что все найденные структуры относятся к семейству пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов (ПИД-семейству): для объекта первого, второго и третьего типа квазиоптимальным является соответственно П-, ПИ- и ПИД- регулятор, следовательно, рассмотренный метод можно рассматривать как некое формальное обоснование целесообразности применения ПИД-регуляторов. Как известно, вопрос о необходимости такого обоснования неоднократно отмечался в литературе В.Я. Ротачем, в частности, в его недавно изданной книге «Теория автоматического управления» указано, что П-, ПИ- и ПИД- «...алгоритмы были получены чисто эвристическим путем» и что «... достаточно

Рис.4. Структура адаптивной системы управления

убедительное формальное доказательство целесообразности их применения ... до сих пор получить не удалось».

Отмечено, что использованный подход к решению задачи синтеза (посредством предварительного выбора передаточной функции замкнутой системы) вообще-то известен уже давно, что многие методы синтеза САР, в частности, методы симметричного и модульного оптимума, по существу, основаны на предварительном выборе желаемой передаточной функции замкнутой системы. В известной мере этот подход используется даже при выборе желаемой логарифмической амплитудно-частотной характеристики разомкнутой системы. Обсуждаются и используются подобные подходы и в настоящее время. Однако напрямую (непосредственно') этот метод в литературе, как правило, не рассматривается. Вместе с тем, метод достаточно прост и отличается предельной ясностью. Очень важно, что метод приводит к явному формульному решению задачи, дает однозначный ответ на вопрос: какой регулятор следует применить на данном объекте и каковы должны быть его параметры настройки. Последнее замечание достаточно значимо, т.к. в литературе по существу нет достаточно формализованных процедур, позволяющих однозначно решать задачу синтеза регуляторов.

Найдена передаточная функция (и дифференциальное уравнение) замкнутой системы, сконструированной по рассматриваемому методу, ее отличие от эталонной передаточной функции обусловлено приближенностью метода синтеза. Проанализированы численно-аналитическими методами устойчивость и качество переходных процессов в САР. Показано, что чем больше запаздывание объекта управления т^, тем хуже переходный процесс в системе, сконструированной по рассматриваемому методу. Вместе с тем удалось установить, что небольшое положительное значение параметра в эталонной передаточной функции заметно улучшает свойства САР.

Установлено, что по каналу «задание - рассогласование» все квазиоптимальные САР астатические, по каналу «возмущению со стороны регулирующего органа - рассогласование» квазиоптимальные системы с объектами второго и третьего типов также будут астатическими, однако система с объектом первого типа будет только статической.

Показано, что рассматриваемый способ синтеза заметно проще по содержанию, чем известный в литературе способ В .Я. Ротача и не требует, в частности, определения характера возмущающих воздействий.

Отмечено, что рассматриваемый способ синтеза также проще метода, используемого, в частности, В.А. Лукасом и др. и основанного на применении практически нереализуемых регулятора Ресвика и предиктора Смита.

Исследовано, как точность определения времени запаздывания объекта сказывается на свойствах системы. Выполненные расчеты показали, что если параметры объекта определены точно, то при в=0с перерегулирование <т=49%. Если же параметры объекта определены неточно, причем если время запаздывания модели тмМ меньше времени запаздывания, имеющего ме-

сто на реальном объекте, то перерегулирование возрастает, в этой ситуации САР может и потерять устойчивость. В самом деле, если структура математической модели объекта и все ее параметры, кроме времени запаздывания, определены достаточно точно, то САР будет устойчива лишь при удовлетворении следующего неравенства: тое/(в+тмод)<7г/2.

Влияние т^ >та6 аналогично увеличению параметра в, т.е. демпфиро-ванность и устойчивость САР возрастают.

Исследованы устойчивость и качество переходных процессов в САР с объектом первого типа при вариациях коэффициента передачи П-регулятора в окрестности базовой (т.е. рассчитанной по рассматриваемому методу) настройки при возмущении по заданию. Установлено, что при эталонном (базовом) значении коэффициента передачи П-регулятора перерегулирование в САР при различных значениях Т^, г^ получается практически одинаковым и равным «474-49%. Время регулирования при прочих равных условиях растет прямо пропорционально росту (7^ + т^) и обратно пропорционально величине коэффициента передачи регулятора. Базовая настройка П-регулятора Т

к = —— является достаточно грубой (робастной), поскольку существует за-

Т

метная окрестность точки к = —, в которой сохраняются приемлемое ка-

Ъ

чество и запас устойчивости системы. Установлено также, что настройки П-регулятора, оптимальные по интегральному модульному 7, и квадратичному 12 критериям, не совпадают как между собой, так и каждая с базовой настройкой. Настройки, найденные из условия минимума интегрального квадратичного критерия заметно ближе к базовой настройке.

Установлено также, что величина перерегулирования а при одинаковых настройках регулятора остается практически одной и той же, как при возмущении по заданию, так и при возмущении со стороны регулирующего органа, несмотря на то, что а в этих случаях вычисляется вообще-то по-разному. Кроме того, координаты точек минимума интегрального модульного и квадратичного критериев, вычисленных для случая возмущения по нагрузке, также удивительным образом совпадают с аналогичными координатами в случае возмущения по заданию. По-видимому, данные обстоятельства подтверждают известное высказывание о том, что если САР оптимизирована для отработки возмущений по заданию, то одновременно достигается оптимум и при отработке возмущений по нагрузке. Время регулирования 1Р при прочих равных условиях при возмущении со стороны регулирующего органа меньше, чем в случае возмущения по заданию, что, вообщем-то, достаточно объяснимо.

Исследовано влияние вариаций параметров объекта управления

Т^^р^-^—ехр^т^р) на устойчивость и качество переходных процессов.

ТобР

Установлено, что если постоянная времени и время запаздывания объекта изменятся соответственно на Д Тл и на Ат^, а П-регулятор будет иметь на-

Т

стройку, найденную по предыдущим значениям его параметров к =——,

то условие устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования имеет вид: (таб + Агов)/[(^+гм!)-(1 + АГй)/Гй,)]<я,/2. Из этого условия следует, что с увеличением параметра в область устойчивости замкнутой САР расширяется. При 0=0 область устойчивости будет иметь наименьший размер. Из решения дифференциального уравнения САР

(в+тое)-(1+АТоб/То6)^Р-+х(1-тов-Атов)=х3(1-тоб-Агоб), полученного для м

данного случая, следует, что при > 0 влияние этого параметра на устойчивость (робастность устойчивости) и качество (робастность качества) САР аналогично влиянию параметра в, т.е. колебательность переходной функции уменьшается с ростом ДГ^, переходный процесс все в большей степени приобретает апериодический характер.

Аналогичные результаты получаются и при Дгя!<0, т.е. с увеличением [Дг^,] демпфированность системы растет. Если же Д г^ >0, то с увеличением Д т^ перерегулирование возрастает, ухудшаются как качество переходного процесса, так и запас устойчивости системы.

Исследованы устойчивость и качество переходных процессов в САР со статическим объектом управления первого порядка с запаздыванием в окрестности базовых настроек ПИ-регулятора, найденных с помощью рассматриваемого метода синтеза. При этом создавались как возмущения по заданию, так и со стороны регулирующего органа. Показано, что практически значимая вариация параметров настройки ПИ-регулятора не приводит к существенному ухудшению поведения сконструированной системы, поэтому можно сделать заключение, что рассматриваемая система является достаточно робастной по отношению к настройкам регулятора.

Сравнивая качество переходных процессов при возмущении по заданию и при возмущении по нагрузке при одинаковых настройках регулятора, можно отметить, что в целом, по нашим оценкам, рассматриваемая САР лучше отрабатывает возмущение по заданию, показатели качества переходных процессов принимают более желательные значения. По-видимому, все это является следствием применяемого подхода к решению задачи синтеза САР: наилучшим образом отработать возмущение именно по каналу задания.

Настройки ПИ-регулятора, оптимальные по критериям /, и /2, могут не совпадать как между собой, так и с базовыми настройками, но в целом их различие достаточно небольшое.

Численно-аналитическими методами исследована робастность системы по отношению к изменениям параметров объекта управления, найдено условие устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования:

а»,т-а + Ат-/г-)-апЛв(в,Г-) + апЛв[в»,Г-а+Аг'л/2,-)]<л/2, где критическая частота со вычисляется по следующему уравнению:

а =

-[{O+Tj'-T^l+AkJkJ] ]

Ije+ZJT^I+MJTJ_

(1+MJkJ2]2 +4(e+TjXQ + *rjTJ\l + AkJkJ2

W+tJT^+ktjtJ

об' об об'

Исследования, выполненные, в том числе и с помощью среды программирования «Maple 10» показали, что система имеет значимый запас устойчивости относительно вариации параметров объекта управления М^, Л и Аг^, причем размеры области устойчивости САР увеличиваются при увеличении параметра в (увеличиваются размеры допустимых вариаций всех параметров объекта управления).

Установили, что для данного случая дифференциальное уравнение замкнутой САР будет иметь вид:

(Та +А TJ ■ (в+т. )-^+(в+т0б)-^+Т0б (1+Д*„/кJ ^

Ч^+^/и-х3«-^-^).

Решая, как непосредственно данное дифференциальное уравнение, так и используя программу расчета переходных процессов в САР, в которой математические описания элементов системы регулирования представлены по отдельности, установили, что при возмущении как по заданию, так и по нагрузке в окрестности точки (0,0,0) существует довольно заметная область вариации параметров ЛГ^ и Лт^, для которой сохраняются приемлемые значения показателей качества переходных процессов.

Численными методами исследованы свойства САР с объектом управления третьего типа в окрестности базовых настроек ПИД-регулятора. Установлено, что в значимой по размерам окрестности точки с базовыми настройками регулятора сохраняются устойчивость САР и приемлемое качество регулирования как при возмущении по заданию, так и при возмущении со стороны регулирующего органа, следовательно, большой точности установки численных значений параметров настройки регулятора не требуется.

Исследована робастность системы как грубость по отношению к изменениям параметров объекта управления третьего типа, при этом считалось, что по тем или иным причинам параметры объекта изменяются и принимают значения: (к^ + А^ов);(гм,+Агй!);(а1 +Да,);(д2 +Дд2). Установлено, что при наиболее вероятных в практических ситуациях величинах вариаций параметров объекта управления также сохраняются устойчивость САР и приемлемое качество регулирования как при возмущении по заданию, так и при возмущении со стороны регулирующего органа. Следовательно, данный ме-

возмущении со стороны регулирующего органа. Следовательно, данный метод структурно-параметрического синтеза позволяет конструировать достаточно робастные САР.

В пятой главе описаны техническая и функциональная структуры разработанной системы контроля теплового режима здания химического факультета ЮУрГУ. Функциональная схема системы приведена на рис. 5. Отмечены особенности реализуемой на базе контроллеров «Хеп1а» системы управления тепловым режимом здания. Указано, что погодный график регулирования, рекомендуемый Челябинскими тепловыми сетями (ЧТС), одинаков для любых зданий г. Челябинска.

На основе экспериментальных данных, полученных с помощью разработанной системы контроля, проанализированы особенности теплового режима здания химического факультета. Показано, что качество поддержания требуемого температурного режима часто нельзя признать удовлетворительным: наблюдаются довольно значительные отклонения температуры внутреннего воздуха от приемлемых значений. Объясняется это и плохим качеством работы системы управления (нередко по разным причинам имеет место ручной режим работы) и тем, что установленная мощность системы отопления не достаточна для покрытия тепловых потерь здания при любой температуре наружного воздуха. Последнее обстоятельство является следствием того, что действительное значение удельной тепловой характеристики здания, как это найдено по экспериментальным данным, более чем в два раза оказалось выше своего расчетного значения.

Рис. 5. Функциональная схема системы контроля теплового режима

С помощью полученных экспериментальных данных произведена настройка алгоритма компенсации на реальные теплозащитные свойства здания и реальные характеристики его системы отопления. При этом следует иметь

ввиду, что все преимущества адаптированного погодного графика регулирования будут в действительности проявлены только после реконструкции системы отопления здания с целью увеличения ее установленной мощности.

Основные выводы и результаты

1. Предложены уточнённые структуры алгоритмов количественно-качественного регулирования процессов теплоснабжения по отопительной нагрузке и по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения, позволяющие вычислять требуемые значения температуры теплоносителя при любом значении показателя степенной зависимости коэффициента теплопередачи отопительных приборов от температурного напора.

2. Для выбранного алгоритма компенсации основного возмущения -температуры наружного воздуха, разработаны и апробированы различные варианты адаптивных и неадаптивных алгоритмов оценки проблемных теплотехнических параметров зданий и их систем отопления по эксплуатационным данным. Показана эффективность применения алгоритмов (адаптированных графиков погодного регулирования) для целей энергосбережения.

3. Разработаны два варианта структурной схемы адаптивной системы управления тепловым режимом зданий, базирующихся либо на раздельной, либо на совместной оценке проблемных параметров здания и его системы отопления.

4. Для типовых передаточных функций отдельных каналов процесса теплоснабжения определены структура и параметры настройки автоматических регуляторов, численно-аналитическими методами детально исследована ро-бастность устойчивости и качества переходных процессов сконструированных систем как по параметрам настройки регуляторов, так и по параметрам регулируемых каналов. Найдены условия устойчивости локальных систем. Установлено, что данный метод структурно-параметрического синтеза позволяет конструировать достаточно робастные САР.

5. Разработаны техническая и функциональная структуры системы контроля теплового режима здания химического факультета ЮУрГУ. Отмечены особенности реализуемой на базе контроллеров «Хеша» системы управления тепловым режимом здания. С помощью полученных экспериментальных данных произведена настройка алгоритма компенсации на реальные теплозащитные свойства здания и реальные характеристики его системы отопления. При этом следует иметь ввиду, что все преимущества адаптированного погодного графика регулирования будут в действительности проявлены только после реконструкции системы отопления здания с целью увеличения ее установленной мощности.

Научные публикации по теме диссертации в журналах ВАК РФ

1. Панфёров, C.B. К обоснованию метода структурно-параметрического синтеза автоматических регуляторов / C.B. Панфёров, А.И. Телегин, В.И. Панфёров // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». - 2009. - Вып. 9. -№ 3 (136), - С. 29 - 36.

2. Панфёров, C.B. Оценка качества регулирования уровня жидкости в системах теплоснабжения / C.B. Панфёров, А.И. Телегин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика».-2009.-Вып. И.-№ 15 (148).-С. 39-44.

3. Панфёров, С.В.Анализ качества выбора и настройки автоматического регулятора уровня жидкости / C.B. Панфёров, А.И. Телегин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». - 2009. - Вып. 8. ~№ 16 (149). -С. 49-53.

4. Панфёров, В.И. Автоматизированный контроль и анализ теплового режима здания химического факультета ЮУрГУ / В.И. Панфёров, C.B. Панфёров И Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2010. - Вып. 13. -№ 14 (190).-С. 29-35.

5. Панфёров, C.B. Некоторые проблемы энергосбережения и автоматизации в системах теплоснабжения зданий / C.B. Панфёров, А.И. Телегин, В.И. Панфёров // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». -2010. -Вып. 12. -№ 22 (198). - С. 79 - 86.

6. Панфёров, C.B. Энергосберегающая система управления температурным режимом отапливаемых зданий / C.B. Панфёров // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». - 2010. - Вып. 11. -№ 33 (209). - С. 42 -46.

Другие научные публикации по теме диссертации

7. Панфёров, C.B. Численное моделирование нагрева движущейся жидкости 1 C.B. Панфёров, Ю.С Васильев // Материалы 6-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России». - Магнитогорск: МГТУ, 2005. - С.29 - 30.

8. Панфёров, C.B. Алгоритм расчета нагрева движущейся жидкости / C.B. Панфёров, Ю.С Васильев // Материалы Международной научно-практической конференции «Коммунальное хозяйство, энергосбережение, градостроительство и экология на рубеже третьего тысячелетия». - Магнитогорск: МГТУ, 2006. - С.46 - 48.

9. Панфёров, C.B. Адаптивный алгоритм оценки сопротивления участка гидравлической цепи / C.B. Панфёров, Ю.С Васильев // Материалы 8-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России». -Магнитогорск: МГТУ, 2007. - С.45 - 47.

10. Панфёров, C.B. Моделирование нестационарных процессов в газопроводах / C.B. Панфёров, В.И. Панфёров II Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». - 2007. - Вып. 4. - № 14 (86). - С. 44 - 47.

11. Панфёров, C.B. Исследование переходных процессов в газопроводах / C.B. Панфёров, В.И. Панфёров // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы теплоэнергетики». - Челябинск: ЮУрГУ, 2008.-С. 56-62.

12. Панфёров, C.B. Анализ качества выбора и настройки автоматических регуляторов по передаточной функции замкнутой системы / C.B. Панфёров, А.И. Телегин, В.И. Панфёров // Труды Международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева». - Екатеринбург: УГТУ -УПИ, 2009. - С. 427 - 431.

13. Панфёров, C.B. Анализ алгоритмов регулирования систем теплоснабжения по Е.Я. Соколову / C.B. Панфёров, В.И. Панфёров // Материалы Третьей Международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». - М.: МГСУ, 2009. - С. 276 -280.

14. Панфёров, C.B. Об одном решении задачи коррекции динамической модели объекта / C.B. Панфёров // Научный поиск: материалы первой научной конференции аспирантов и докторантов ЮУрГУ. Технические науки. -Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. - С. 93 - 97.

15. Панфёров, C.B. Адаптивный алгоритм в задаче идентификации параметров математической модели / C.B. Панфёров, А.И. Телегин //Материалы 10-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России». - Магнитогорск: МГТУ, 2009. - С. 43 - 47.

16. Панфёров, C.B. Адаптивная система управления тепловым режимом зданий / C.B. Панфёров, А.И. Телегин, В.И. Панфёров // Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве». - Новокузнецк: СибГИУ», 2009. - С. 224-228.

17. Панфёров, C.B. Решение задачи управления тепловым режимом отапливаемых зданий / C.B. Панфёров, А.И. Телегин //Материалы 11-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России». - Магнитогорск: МГТУ, 2010. - С. 44 - 46.

18. Панфёров, В.И. Автоматизированная система контроля теплового режима здания химического факультета ЮУрГУ / В.И. Панфёров, C.B. Панфёров // Наука ЮУрГУ: материалы 62-й научной конференции. Секции технических наук. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - Т. 1,- С. 212-215.

19. Панфёров, C.B. Энергосберегающая система управления температурным режимом отапливаемых зданий / C.B. Панфёров // Наука ЮУрГУ: материалы 62-й научной конференции. Секции технических наук. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - Т. 1. - С. 215 - 219.

Панферов Сергей Владимирович

СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ОТАПЛИВАЕМЫХ ЗДАНИЙ

Специальность 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Издательский центр Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать 14.01.2011. Формат 60x84 1/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд.л. 1. Тираж 120 экз. Заказ 7/9.

Отпечатано в типографии Издательского центра ЮУрГУ. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

Введение.

Глава 1 .Современное состояние изучаемого вопроса и выбор основных направлений исследований.

Цель и задачи исследований.

Глава 2. Анализ алгоритмов регулирования систем теплоснабжения по

Е.Я. Соколову.

2.1 .Математическое описание функциональных элементов системы.

2.1.1. Уравнения отопительного прибора.

2.1.2. Уравнения узла смешения.

2.1.3. Модель системы отопления.

2.1.4. Модель теплового режима здания.

2.2.Алгоритмы управления теплоснабжением по отопительной нагрузке.

2.3.Алгоритмы управления по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

2.4.Анализ результатов исследований.

Выводы по 2-ой главе.

Глава 3 .Разработка адаптивной системы управления тепловым режимом зданий.

3.1 .Разработка концепции построения системы управления.

3.2.Разработка алгоритма оценки параметра^.

3.3.Разработка алгоритма оценки параметра (кР)со.

3.4.Разработка" алгоритмов оценки параметров (mF)c<э и п.

3.5.Решение задачи адаптации, основанное на совместной оценке' проблемных параметров.

3.6.Структурные схемы адаптивных систем управления.

Выводы по 3-ей главе.

Глава 4.Разработка и исследование метода выбора и настройки автоматических регуляторов в адаптивной системе управления тепловым режимом зданий.

4.1 .К обоснованию метода структурно-параметрического синтеза автоматических регуляторов.

4.2.Исследование устойчивости и качества переходных процессов в САР с астатическим объектом.

4.3 .Исследование свойств САР со статическим объектом первого порядка с запаздыванием.

4.4.Исследование свойств САР со статическим объектом второго порядка с запаздыванием.

Выводы по 4-ой главе.

Глава 5.Автоматизированная система контроля и управления тепловым режимом здания химического факультета ЮУрГУ.

5.1.Техническая и функциональная структуры подсистем контроля и управления.

5.2. Анализ особенностей теплового режима здания.

5.3. Настройка алгоритма компенсации.

Выводы по 5-ей главе.

Глава. ^Современное состояние изучаемого вопроса и выбор основных направлений исследований.7

Цель и задачи исследований.17

Глава 2. Анализ алгоритмов регулирования систем теплоснабжения по

Е.Я: Соколову.19

Выводы по 5-ей главе

1. Описаны техническая и функциональная структуры разработанной системы контроля теплового режима здания химического факультета ЮУрГУ. Отмечены особенности реализуемой на базе контроллеров «Хе^а» системы управления тепловым режимом здания. Указано, что погодный график регулирования, рекомендуемый ЧТС, одинаков для любых зданий г. Челябинска.

2. На основе экспериментальных данных, полученных с помощью разработанной системы контроля, проанализированы особенности теплового режима здания химического факультета. Показано, что качество поддержания требуемого температурного режима часто нельзя: признать удовлетворительным: наблюдаются довольно значительные отклонения температуры внутреннего воздуха от приемлемых значений. Объясняется это и плохим качеством работы системы управления (нередко по разным причинам имеет место ручной режим работы) и тем, что установленная мощность системы отопления не достаточна для покрытия тепловых потерь здания при любой температуре наружного воздуха. Последнее обстоятельство является следствием того, что действительное значение удельной тепловой характеристики здания, как это найдено по экспериментальным данным, более чем в два раза оказалось выше своего расчетного значения.

3. С помощью полученных экспериментальных данных произведена настройка алгоритма компенсации на реальные теплозащитные свойства здания и реальные характеристики его системы отопления. При этом следует иметь ввиду, что все преимущества адаптированного погодного графика регулирования будут в действительности проявлены только после реконструкции системы отопления здания с целью увеличения ее установленной мощности.

117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе анализа состояния изучаемой проблемы выделены основные направления исследований, проведение которых необходимо для построения адаптивной системы управления теплоснабжением зданий.

Предложено обоснование алгоритмов регулирования процесса теплоснабжения, как по- отопительной нагрузке, так и по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Определены уточненные структуры алгоритмов, позволяющие вычислять требуемые значения температуры теплоносителя при любом значении показателя п отопительных приборов, установленных в здании.

Установлено, что поскольку алгоритмы предназначены для применения на источнике теплоты города или крупного микрорайона, то «привязка» регулирующего воздействия к конкретным характеристикам зданий и их систем отопления должна осуществляться за счет расхода теплоносителя, вычисленного с учетом упомянутых характеристик при допущении об одинаковости для всех абонентов температур теплоносителя и внутреннего воздуха помещений. Данная задача первоначально решается при проектировании системы отопления конкретного здания.

Поскольку характеристики зданий и их систем отопления меняются по ряду известных причин, то проектная настройка регулирующего воздействия, как бы она не была точна, объективно не может быть удовлетворительной в последующем, требуется разработка алгоритмов оценки теплотехнических параметров зданий и их систем отопления по их эксплуатационным данным.

Приведена общая структура адаптивной системы управления и обоснован вид алгоритма компенсации основного возмущения температурного режима зданий - температуры наружного воздуха, содержащий в явном виде проблемные параметры теплотехнических свойств конкретных зданий и их систем отопления. В связи с этим отмечено, что алгоритм пригоден для реализации на ИТП объекта управления. Указано, что для настройки алгоритма компенсации на «реальный процесс» необходима разработка алгоритмов оценки его проблемных параметров — удельной тепловой характеристики зданий и параметров моделей систем отопления по экспериментальным данным.

Разработан адаптивный алгоритм оценки удельной тепловой характеристики зданий ду, базирующийся на динамической математической модели теплового режима. При этом для оценки производных сигналов температуры внутреннего и наружного воздуха применен алгоритм помехоустойчивого дифференцирования (приводимый в литературе, однако без обоснования). Предложено обоснование этого алгоритма дифференцирования. Для повышения помехоустойчивости всей процедуры оценки решалась задача фильтрации сигналов, которая предварительно сводилась к задаче оптимизации. Выполнена апробация алгоритма оценки удельной тепловой характеристики зданий по экспериментальным данным как без, так и с включением алгоритма фильтрации.

Разработаны адаптивный и неадаптивный алгоритмы оценки параметра (кР)со, представляющего собой произведение коэффициента теплопередачи к на площадь поверхности теплообмена Р эквивалентного отопительного прибора (в работе система отопления представляется эквивалентным отопительным прибором). Предусмотрено повышение помехоустойчивости адаптивного алгоритма за счет введения параметра, уменьшающего размер коррекции за один шаг. Выполнена апробация алгоритмов по экспериментальным данным.

Разработан и апробирован по экспериментальным данным адаптивный алгоритм идентификации параметров модели системы отопления, учитывающей, что коэффициент теплопередачи эквивалентного отопительного прибора (к)с0 = (т)со х(А/1со)" зависит от температурного напора А(со. Показано, что из-за большой инерционности объекта управления нет большой необходимости в определении отдельных показателей {гп¥}со и п, достаточно отслеживать в целом параметр (кР)со.

Разработан и апробирован по экспериментальным данным алгоритм совместной оценки параметров (тР)со, п и ду, а также алгоритм совместной оценки (кР)со и . Показана эффективность применения алгоритмов для целей энергосбережения.

Разработаны два варианта структурной схемы адаптивной системы управления тепловым режимом зданий, базирующихся либо на раздельной, либо на совместной оценке проблемных параметров здания и его системы отопления.

Поскольку эффективность реализации адаптивной системы управления в значительной мере зависит от того, насколько качественно сконструированы локальные контура автоматического регулирования отдельных переменных процесса теплоснабжения, то разработана процедура выбора и настройки регуляторов. В процессе решения этой задачи выполнены следующие работы.

Обоснован вид эталонной передаточной функции замкнутой САР (на основе анализа литературных данных, а также и из условия достижения минимума интегрального квадратичного критерия качества переходного процесса).

Определены структуры и параметры настройки автоматических регуляторов для типовых промышленных объектов управления. Показано, что все найденные структуры относятся к ПИД - семейству, следовательно, рассмотренный метод можно рассматривать' как некоторое формальное обоснование целесообразности применения ПИД-регуляторов.

Найдена передаточная функция (и дифференциальное уравнение) замкнутой системы, сконструированной по рассматриваемому методу, ее отличие от эталонной передаточной функции обусловлено приближенностью метода синтеза. Проанализированы численно-аналитическими методами устойчивость и качество переходных процессов в САР. Показано, что чем больше запаздывание объекта управления тоб, тем хуже переходный процесс в системе, сконструированной по рассматриваемому методу. Вместе с тем удалось установить, что небольшое положительное значение параметра в эталонной передаточной функции заметно улучшает свойства САР.

Установлено, что по каналу «задание — рассогласование» все квазиоптимальные САР астатические, по каналу «возмущению со стороны регулирующего органа - рассогласование» квазиоптимальные системы с объектами второго и третьего типов также будут астатическими, однако система с объектом первого типа будет только статической.

Для всех систем с типовыми объектами управления исследованы устойчивость и качество переходных процессов как при вариациях настроек квазиоптимальных регуляторов в окрестности их базовой (т.е. рассчитанной по рассматриваемому методу) настройки, так и при вариациях параметров объектов. При этом рассматривались как возмущения по заданию, так и возмущения по нагрузке (со стороны регулирующего органа).

Установлено, что в значимой по размерам окрестности точки с базовыми настройками регуляторов сохраняются устойчивость САР и приемлемое качество регулирования как при возмущении по заданию, так и при возмущении со стороны регулирующего органа, следовательно, большой точности установки численных значений параметров настройки регуляторов не требуется.

Установлено также, что при наиболее вероятных в практических ситуациях величинах вариаций параметров объекта управления также сохраняются устойчивость САР и приемлемое качество регулирования как при возмущении по заданию, так и при возмущении со стороны регулирующего органа. Следовательно, данный метод структурно-параметрического синтеза позволяет конструировать достаточно робастные САР.

Описаны техническая и функциональная структуры разработанной системы контроля теплового режима здания химического факультета ЮУрГУ. Отмечены особенности реализуемой на базе контроллеров «ХегЛа» системы управления тепловым режимом здания. Указано, что погодный график регулирования, рекомендуемый ЧТС, одинаков для любых зданий г. Челябинска.

На основе экспериментальных данных, полученных с помощью разработанной системы контроля, проанализированы особенности теплового режима здания химического факультета. Показано, что качество поддержания требуемого температурного режима часто нельзя признать удовлетворительным: наблюдаются довольно значительные отклонения температуры внутреннего воздуха от приемлемых значений. Объясняется это и плохим качеством работы системы управления (нередко по разным причинам имеет место ручной режим работы) и тем, что установленная мощность системы отопления не достаточна для покрытия тепловых потерь здания при любой температуре наружного воздуха. Последнее обстоятельство является следствием того, что действительное значение удельной тепловой характеристики здания, как это найдено по экспериментальным данным, более чем в два раза оказалось выше своего расчетного значения.

С помощью полученных экспериментальных данных произведена настройка алгоритма компенсации на реальные теплозащитные свойства здания и реальные характеристики его системы отопления. При этом следует иметь ввиду, что все преимущества адаптированного погодного графика регулирования будут в действительности проявлены только после реконструкции системы" отопления здания с целью увеличения ее установленной мощности.

В целом, по нашим оценкам, практическое использование разработок позволит экономить расход теплоты в размере от 4,5 до 16% при одновременном обеспечении удовлетворительной температурной обстановки внутри отапливаемых зданий.

1. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов / Е.Я. Соколов 7-е изд., стереот. - М.: Издательство МЭИ, 2001.-472 с.

2. Рябцев, В.И. Определение значений нормативной температуры обратной сетевой воды в нерасчетном режиме / В.И. Рябцев, Г.А. Рябцев // Новости теплоснабжения. 2001. - №03. - С. 44 - 45.

3. Кравченко, Г.М. Регулирование параметров теплоносителя открытых систем теплоснабжения / Г.М. Кравченко, В.И. Бабенков, Л.Ф. Риполь-Сарагосси // Новости теплоснабжения. 2004. - №10. -С. 17-19.

4. Шелудько, Л.П. Анализ возможности сокращения «перетопа» тепловых потребителей при «изломе» температурного графика теплосети / Л.П. Шеллудько // Новости теплоснабжения. 2004. -№05.-С. 41-44.

5. Балуев, Е.Д. Экономическая эффективность повышения минимальной температуры в водяных тепловых сетях / Е.Д. Балуев // Изв.вузов. Энергетика. 1977. - № 12. - С. 74 - 80.

6. Гершкович, В.Ф. Сто пятьдесят. Норма или перебор? (Размышления о параметрах теплоносителя) / В.Ф. Гершкович // Энергосбережение. 2004. - № 5. - С. 14-19.

7. Автоматика и автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции: учеб. для вузов / A.A. Калмаков, Ю.Я. Кувшинов, С.С. Романова, С.А. Щелкунов. М.: Стройиздат, 1986. - 479 с.

8. Табунщиков Ю.А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. - 194 с.

9. Быкадоров А. Автоматизированная система диспетчерского управления инженерными сетями и коммуникациями торгово-развлекательного комплекса. / А. Быкадоров, Г. Гладышев, К. Наранов, В. Тыкшаев // Современные технологии автоматизации. -2006.-№4.-С. 14-19.

10. Евдокимов Я. Системы автоматизации зданий: комфорт плюс экономия. / Я. Евдокимов, А. Яковлев // Современные технологии автоматизации. -2007.-№2.-С. 32-43.

11. Швецов Д. Как здания становятся интеллектуальными. /Д. Швецов // Современные технологии автоматизации. 2007. — № 2. — С. 44-47.

12. Волков Д. Интеллектуальный мир коттеджей. / Д. Волков, Д. Швецов // Современные технологии автоматизации. 2007. — № 4. — С. 40-45.

13. Зингер Н.М. Повышение эффективности работы тепловых пунктов / Н.М. Зингер, В.Г. Бестолченко, А.А.Жидков М.: Стройиздат, 1990. - 188 с.

14. Ливчак В.И. Что ждет Россию в будущем — котельные в каждом доме или все-таки централизованное теплоснабжение на базе теплофикации? / В.И. Ливчак // АВОК. 2008. - №2. - С. 10 - 18.

15. Сафонов, А.П. Регулирование отпуска тепла на отопление по соотношению температур воды и наружного воздуха / А.П. Сафонов, H.A. Воронкова, В.А. Воронов // Водоснабжение и санитарная техника. 1978. - № 6. - С. 18 - 20.

16. Соколов, Е.Я. Групповое регулирование отопительной нагрузки / Е.Я. Соколов, A.B. Извеков, A.C. Булычев // Теплоэнергетика. -1985.-№3.-С. 50-56.

17. Одноконтурные регуляторы температуры и давления для систем теплоснабжения. http:// WWW: www.kontel.ru E-mail: kontel(oöytsnet. ru

18. Монахов, Г.В. Моделирование управления режимами тепловых сетей / Г.В. Монахов, Ю.А. Войтинская. М.: Энергоатомиздат, 1995. -223с.

19. OUMAN EH-201/L: инструкция. http://www.ouman.fi

20. Грислис, В.Я. Автоматизация элеваторных узлов систем отопления / В.Я. Грислис, С.А. Чакш, И.А. Стуйт // Водоснабжение и санитарная техника. 1981. - № 7. - С. 22 - 23.

21. Туркин В.П. Автоматическое управление отоплением жилых зданий / В.П. Туркин, П.В. Туркин, Ю.Д. Тыщенко М.: Стройиздат, 1987.- 192 с.

22. Туркин В.П. Экономия тепловой энергии на отопление жилых зданий при централизованном теплоснабжении / В.П. Туркин // Водоснабжение и санитарная техника. 1982. — № 7. — С. 19 — 21.

23. Локшин, Л.С. Пофасадное регулирование отопления жилых зданий / Л.С. Локшин // Водоснабжение и санитарная техника. 1983.- № 4. С. 17-19.

24. Ливчак, В.И. Эффективность пофасадного автоматического регулирования систем отопления / В.И. Ливчак, A.A. Чугункин, В.А. Оленев, В.Л. Карасев // Водоснабжение и санитарная техника. 1986.- №5.-С. 11-13.

25. Чистович, С.А. Автоматизация установок и систем теплоснабжения и отопления / С.А. Чистович. М.: Стройиздат, 1964. - 180 с.

26. Чистович, С.А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отопления / С.А. Чистович. JL: Стройиздат, 1975. - 159 с.

27. Чистович, С.А. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления / С.А. Чистович, В.К. Аверьянов, Ю.Я. Темпель, С.И. Быков. JL: Стройиздат, 1987. - 249 с.

28. Куклик, Л.Ф. Индивидуальное регулирование температуры в отапливаемых помещениях / Л.Ф. Куклик, В.Д. Курбан, СП. Петров // Водоснабжение и санитарная техника. 1983. - № 3. - С. 12-13.

29. Сергеев, И.С. Регуляторы температуры прямого действия для систем отопления / И.С. Сергеев, Б.Л. Табачник // Водоснабжение и санитарная техника. 1976. - №9.-С.33-35.

30. Сафонов, А.П. Автоматизация систем централизованного теплоснабжения / А.П. Сафонов. М.: Энергия, 1974. - 273 с.

31. Применение средств автоматизации « Данфосс » в системах водяного отопления зданий: пособие / разраб. В.В. Невский. М.: ЗАО « Данфосс », 2005. - 36 с.

32. Автоматизация систем теплоснабжения коттеджей и квартир в многоэтажных зданиях: пособие / разраб. В.В. Невский. — М.: ООО « Данфосс »,2007.-38 с.

33. Рябцев, Г.А. Совместная работа элеваторов и терморегуляторов в схемах отопления / Г.А. Рябцев, В.И. Рябцев // Новости теплоснабжения. 2004. - №08. - С. 5 - 8.

34. Черковский, Н.М. Особенности режимов работы систем теплоснабжения в условиях автоматизации потребителей тепла / Н.М. Черковский // Новости теплоснабжения. 2004. - № 03. - С. 16 - 19.

35. Парамонов, A.A. Реконструкция зависимых систем отопления с организацией регулирования отпуска тепла на ЦТП / A.A. Парамонов // Энергосбережение. 2007. - № 1. - С. 20 - 21.

36. Дегтярь, А.Б. Построение алгоритма импульсного отопления зданий и исследование режимов его работы / А.Б. Дегтярь, В.И. Панферов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2008. - Вып. 8. - № 17(117). - С. 41 -44.

37. Чеккинато, JI. Современная система управления температурным режимом отапливаемых помещений / JI. Чеккинато, А. Гастальделло, JI. Скибуола // Энергосбережение. — 2007. № 6. - С. 74-78.

38. Анисимова, Е.Ю. Оптимизация температурных режимов общественно-административных и производственных зданий: дис. . канд. техн. наук / Е.Ю. Анисимова. Челябинск, 2008. - 172 с.

39. Лачков, В.И. Учет и регулирование теплопотребления / В.И. Лачков, В.К. Недзвецкий // Экологические системы. — 2005. № 2. -http://esco-ecosys.narod.ru/20052/art57.htm.

40. Громов, Н.К. Автоматизация тепловых пунктов жилых микрорайонов / Н.К. Громов // Водоснабжение и санитарная техника. 1985.- № 3. — С. 26-28.

41. Михайленко, В.К. Экономия тепла при автоматическом регулировании индивидуальных тепловых пунктов с насосами смешения / В.К. Михайленко, Б.С. Борисов // Водоснабжение и санитарная техника. 1982. - №3.-С. 11-13.

42. Драчнев, В.П. Автоматизированная система централизованного управления работой тепловых пунктов / В.П. Драчнев // Водоснабжение и санитарная техника. 1982. - № 11. - С. 14-17.

43. Гершкович, В.Ф. Динамика изменения параметров отопительной системы при позиционном регулировании / В.Ф. Гершкович // Энергосбережение в зданиях. 2002. - № 15 (№2 -2002).-С. 15-17.

44. Грановский, В.Л. Применение двухтрубных систем отопления с комплексным авторегулированием / В.Л. Грановский, С.И. Прижижецкий, H.A. Петров // АВОК. 2001. - № 6. - С. 30 - 31.

45. Грановский, В.Л. Система отопления жилых зданий массового строительства и реконструкции с комплексным автоматизированием теплопотребления / В.Л. Грановский, С.И. Прижижецкий // АВОК. -2002.-№5.- С. 66-69.

46. Яушоветц, Р. Гидравлика — сердце водяного отопления / Р. Яушоветц. Вена: Изд-во Герц Арматурен ГмБх, 2005. - 199 с.

47. Тиатор, И. Отопительные системы / И. Тиатор; пер. с нем. Т.Н. Зазаевой. М.: Изд-во ТЕХНОСФЕРА ЕВРОКЛИМАТ, 2006. -271 с.

48. Постаушкин, В.Ф. Моделирование теплового режима здания / В.Ф. Постаушкин, Д.А. Шнайдер, П.В. Калинин, С.Т. Касюк // Системы автоматического управления: тематический сб. науч. тр. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000. С. 66 - 73.

49. Шнайдер, Д.А. Автоматизация управления системами теплоснабжения промышленных объектов при низкотемпературных режимах: дис. . .канд. техн. наук / Д.А. Шнайдер. Челябинск, 2003. -147 с.

50. Нагорная, А.Н. Математическое моделирование и исследование нестационарного теплового режима зданий: дис. . .канд. техн. наук / А.Н. Нагорная. Челябинск, 2008. - 148 с.

51. Глухов, В.Н. Регулирование одинаковых параллельных систем отопления / В.Н. Глухов, Е.А. Алешин // Системы автоматического управления: тематический сб. науч. тр. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2000.-С. 30-35.

52. Глухов, В.Н. Расчет параметров настройки процесса теплопотребления в зданиях / В.Н. Глухов, Е.А. Алешин // Приборостроение: тематический сб. науч. тр. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002. С. 150 - 156.

53. Алешин, Е.А. Энергосберегающая автоматизированная система управления тепловыми режимами в закрытых тепловых сетях зданий в условиях неопределенности: дис. .канд. техн. наук / Е.А. Алешин. Челябинск, 2003. - 162 с.

54. Скрицкий, Л.Г. Основы автоматики и автоматизации систем теплогазоснабжения и вентиляции / Л.Г. Скрицкий. М.: Стройиздат, 1968. - 248 с.

55. Благих, В.Т. Автоматическое регулирование отопления и вентиляции / В.Т. Благих. Челябинск: Челябинское книжное издательство, 1964.-211 с.

56. Драчнев, В.Г. Исследование системы местного автоматического регулирования расхода тепла в эксплуатационных условиях / В.Г. Драчнев, С.Я. Фельдман // Автоматизация отопительных котельных: сб. науч. тр. Вып. 6. - Д.: Недра, 1971. - С. 129-141.

57. Самарин, О.Д. О совершенствовании расчета процессов автоматического регулирования инженерных систем обеспечения микроклимата / О.Д. Самарин, K.M. Мжачих // Инженерные системы.- 2008. №2(34). - С. 22 - 25.

58. Блох, З.Ш. Динамика линейных систем автоматического регулирования машин / З.Ш. Блох. М.: Технтеориздат, 1952. - 491 с.

59. Клюев, A.C. Условия оптимальной настройки регуляторов систем автоматического регулирования температуры и давления перегретого пара котлоагрегата / A.C. Клюев // Теплоэнергетика. -1969.-№7.-С. 57-60.

60. Чертков, Н.К. Аналитические формулы оптимальной настройки авторегуляторов / Н.К. Чертков, С.В. Корябина // Теплоэнергетика. -1969.-№9.-С. 28-30.

61. Давыдов, Н.И. Определение параметров настройки ПИД-регулятора по переходной характеристике объекта регулирования / Н.И. Давыдов, О.М. Идзон, О.В. Симонова // Теплоэнергетика. 1995. -№ 10.-С. 17-22.

62. Кулаков, С.М. О приближенном соответствии между квазиоптимальными и типовыми законами управления / С.М. Кулаков, В.В. Штефан, С.П. Огнев, И.А. Штефан // Изв. вузов. Черная металлургия. 1999. - № 4. - С. 33 - 40.

63. Сметана, А.З. Методика определения параметров настройки регуляторов теплоэнергетических процессов / А.З. Сметана // Изв. АН. Энергетика. 2001. - № 2. - С. 80 - 87.

64. Гончаров, В.И. Синтез робастных регуляторов низкого порядка / В.И. Гончаров, A.B. Лиепинып, В.А. Рудницкий // Изв. АН. Теория и системы управления. 2001. - № 4. - С. 36 - 43.

65. Александрова, Н.Д. О настройках импульсных релейных регуляторов на малоинерционных объектах / Н.Д. Александрова, Н.И. Давыдов // Теплоэнергетика. 2002. - № 5. - С. 54 - 57.

66. Сметана, А.З. Методика расчета параметров настройки систем автоматического регулирования теплоэнергетических процессов / А.З. Сметана // Теплоэнергетика. 2002. - № 10. - С. 40 - 45.

67. Тверской, М.Ю. Исследование итерационного алгоритма расчета параметров настройки двухконтурных систем регулирования / М.Ю. Тверской, С.А. Таламанов // Теплоэнергетика. 2002. - № 10.- С. 65 72.

68. Ротач, В.Я. Анализ алгоритмов регулирования в каскадных системах / В.Я. Ротач // Тёплоэнергетика. 2002. - № Ю. - С. 26 - 30.

69. Панько, М.А. Выбор показателя запаса устойчивости при расчете настроек ПИ- и ПИД-регуляторов / М.А. Панько, Х.Ш. Буй // Теплоэнергетика. 2003. - № 10. - С. 27 - 32.

70. Мозжечков, В.А. Синтез линейных регуляторов с простой структурой / В.А. Мозжечков // Автоматика и телемеханика. 2003. -№ 1.-С. 27-41.

71. Круглов, С.П. Взаимосвязь двух подходов к аналитическому конструированию оптимальных регуляторов / С.П. Круглов // Автоматика и телемеханика. 2003. - № 4. - С. 56 - 69.

72. Гриценко, A.B. Улучшение качества алгоритма управления «Предиктор Смита» посредством автоматического вычисления времени запаздывания / A.B. Гриценко // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. - №.12. - С. 32 - 37.

73. Смирнов, Н.И. Оптимизация настроечных параметров автоматических систем регулирования с дифференциатором / Н.И. Смирнов, В.Р. Сабанин, А.И. Репин // Теплоэнергетика. 2004. - № 10.-С. 10-16.

74. Панько, М.А. Расчет настроек ПИД-регуляторов при цифровой реализации алгоритма регулирования / М.А. Панько // Теплоэнергетика. 2004. - № 10. - С. 28 - 32.

75. Сметана, А.З. Автоматическая и автоматизированная настройка регуляторов теплоэнергетических процессов / А.З. Сметана // Теплоэнергетика. 2004. - № 11. - С. 47 - 52.

76. Шубладзе, A.M. Оптимальные автоматически настраивающиеся! регуляторы (регуляторы ОАНР) / A.M. Шубладзе, Е.С. Сысоев, C.B. Гуляев, A.A. Шубладзе // http://www.greenco.orc.ru/St 01/stat 01 .htm.

77. Ротач, В.Я. К 'расчету оптимальных параметров ПИД регуляторов по экспертным критериям / В.Я. Ротач // Промышленные АСУ и контроллеры. 2005. -№11.- С. 5 - 9.

78. Ротач, В.Я. К расчету оптимальных параметров реальных ПИД регуляторов по экспертным критериям / В.Я. Ротач // Промышленные АСУ и контроллеры. 2006. - № 12. - С. 22 - 29.

79. Зверьков, В.П. Итерационные алгоритмы динамической настройки регуляторов при наличии случайных возмущений / В.П. Зверьков, В.Ф. Кузищин // Теплоэнергетика. 2006. - № 10. - С. 24 -28.

80. Ротач, В.Я. Расчет параметров систем автоматического управления при высокой точности их функционирования / В.Я. Ротач // Теплоэнергетика. 2006. -№ 10. - С. 17 - 19.

81. Лозгачев, Г.И. Построение модальных робастных регуляторов по передаточной функции замкнутой системы / Г.И. Лозгачев, Л.А.

82. Тютюнникова // Изв. АН. Теория и системы управления. 2006. - № 4.-С. 5-8.

83. Чертков, Н.К. Пакет компьютерных программ для настройки систем автоматического регулирования / Н.К. Чертков, В.Н. Чертков // Теплоэнергетика. 2007. - № 9. - С. 56 - 60.

84. Смирнов, Н.И. Чувствительность и робастная настройка ПИД-регуляторов с реальным дифференцированием / Н.И. Смирнов, В.Р. Сабанин, А.И. Репин // Теплоэнергетика. 2007. - № 10. - С. 15 - 23.

85. Сметана, А.З. Модифицированная методика автоматической и автоматизированной настройки регуляторов теплоэнергетических процессов / А.З. Сметана // Теплоэнергетика. 2009. - № 4. - С. 44 -46.

86. Дылевский, А.В. Синтез конечномерных регуляторов для бесконечномерных объектов: автореферат дис. . д-ра техн. наук /

87. A.В. Дылевский. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2009. - 32 с.

88. Денисенко, В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Часть 1 / В. Денисенко // Современные технологии автоматизации. 2006. - № 4. - С. 66 - 74.

89. Денисенко, В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Часть 2 /'В. Денисенко // Современные технологии автоматизации. 2007. - № 1. - С. 78 - 88.

90. Денисенко, В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации. Часть 1 /

91. B. Денисенко // Современные технологии автоматизации. 2007. - № 4.-С. 86-97.

92. Денисенко, В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации. Часть 2 / В. Денисенко // Современные технологии автоматизации. 2008. - № 1.-С. 86-99.

93. Ротач, В.Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов / В.Я. Ротач. М.: Издательство МЭИ, 2004. - 400 с.

94. Ротач, В.Я. Адаптация в системах управления технологическими процессами / В.Я. Ротач // Промышленные АСУ и контроллеры. 2005. - № 01. - С. 4 - 10.

95. Варламов, И.Г. «Гаечный ключ» для наладчика САР / И.Г. Варламов, Л.П. Сережин, Б.В. Филимонов // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. - № 09. - С. 17 - 22.

96. Варламов, И.Г. «Не мешайте регуляторам работать!» / И.Г. Варламов, М.М. Кузнецов // Промышленные АСУ и контроллеры. — 2005.-№06.-С. 20-23.

97. Ерофеев, A.A. Теория автоматического управления: учебник для вузов / A.A. Ерофеев. СПб.: Политехника, 2002. - 302 с.

98. Мухин, O.A. Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции: учебное пособие / O.A. Мухин. Минск: Вышэйшая школа, 1986.-304 с.

99. Кулаков, Г.Т. Инженерные экспресс-методы расчета промышленных систем регулирования: спр. пособие / Г.Т. Кулаков. — Минск: Выш. шк., 1984. 192 с.

100. Автоматизация настройки систем управления / В.Я. Ротач, В.Ф. Кузищин, A.C. Клюев и др. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 272 с.

101. Теория автоматического управления: учебник для вузов / под ред. A.B. Нетушила. М.: Высш. школа, 1976. - 400 с.

102. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов: уч. пособие / Г.М. Глинков, В.А. Маковский, С.Л. Лотман, М.Р. Шапировский. М.: Металлургия, 1986. - 352 с.

103. Абдуллаев, Н.Д. Теория и методы проектирования оптимальных регуляторов / Н.Д. Абдуллаев, Ю.П. Петров. Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 240 с.

104. Штейнберг, Ш.Е. Проблемы создания и эксплуатации эффективных систем регулирования / Ш.Е. Штейнберг, Л.П. Сережин, И.Е. Залуцкий, И.Г. Варламов // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004 - № 07. - С. 1 - 7.

105. Ротач, В.Я. Возможен ли синтез нечетких регуляторов с помощью теории нечетких множеств? / В.Я. Ротач // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004 - № 01. - С. 33 - 34.

106. Сканави, А.Н. Отопление: Учебник / А.Н. Сканави, Л.М. Махов М.: Издательство АСВ. - 2002. - 576 с.

107. Панферов, В.И. Автоматизированная установка для исследования характеристик отопительных приборов и систем / В.И. Панферов, В.М. Токарев // Вестник ЮУрГУ, серия «Строительство иархитектура», вып. 1 Челябинск: ЮУрГУ. - 2001 - № 5 (05). - С. 66 -68.

108. Денисенко, Ю.Н. К теории моделирования систем отопления / Ю.Н. Денисенко, В.И. Панферов // Вестник ЮУрГУ, серия «Строительство и архитектура», вып. 6 — Челябинск: ЮУрГУ. 2008 -№ 12 (112)-С. 43-48.

109. Штейнберг, Ш.Е. Идентификация в системах управления / Ш.Е. Штейнберг М.: Энергоатомиздат, 1987. - 80 с.

110. Табунщиков, Ю.А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. - 194 с.

111. Растригин, JI.A. Современные принципы управления сложными объектами / JI.A. Растригин М.: Сов. радио, 1980. - 232 с.

112. Панферов, В.И. Моделирование и управление тепловым режимом зданий / В.И. Панферов, А.Н. Нагорная, Е.Ю. Пашнина // Материалы Междунар. научно-практич. конф. «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции»: сборник М.: МГСУ. - 2005. - С. 94-98.

113. Панферов, В.И. Идентификация и управление тепловым режимом зданий / В.И. Панферов, А.Н. Нагорная, Е.Ю. Пашнина // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ «Строительство и образование». -Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. 2005. - № 14(66) - С. 351 -353.

114. Медведев, Р.Б. АСУ ТП в металлургии / Р.Б. Медведев, Ю.Д. Бондарь, В.Д. Романенко М.: Металлургия, 1987. - 255 с.

115. Авдеев, В.П. Фильтрация сигналов при наличии их частичных моделей / В.П. Авдеев, A.A. Ершов, Л.П. Мышляев // Изв. вузов. Черная металлургия. 1982- № 4. - С. 121-126.

116. Теория автоматического управления. 4.1. Теория линейных систем автоматического управления. / под ред. A.A. Воронова. М.: Высш. школа, 1977. - 304 с.

117. Гершкович, В.Ф. Динамика изменения параметров отопительной системы при позиционном регулировании / В.Ф. Гершкович // Новости теплоснабжения. 2002. - № 11. - С. 42 - 44.

118. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление: ГОСТ 31168-2003. М.: Изд-во стандартов, 2003. - 14 с.

119. Панферов, В.И. Об одном подходе к решению задачи выбора и настройки автоматических регуляторов / В.И. Панферов // Известия Челябинского научного центра. 2004. - вып. 4 (26) - С. 139 - 144.

120. Панферов, В.И. Выбор и настройка автоматических регуляторов в системах теплоснабжения / В.И. Панферов // Вестник ЮУрГУ, серия «Строительство и архитектура». 2005. - Вып. 3. - № 13(53).-С. 81-84.

121. Фрер, Ф. Введение в электронную технику регулирования. Пер. с нем. / Ф. Фрер, Ф. Орттенбургер. М.: Энергия, 1973. - 190 с.

122. Мань, Н.В. Оптимальный синтез робастной каскадной автоматической системы управления / Н.В. Мань // Теплоэнергетика. -2000.-№9.-С. 22-28.

123. Воронов, A.A. Основы теории автоматического управления: Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. / A.A. Воронов. М. : Энергия, 1980. - 312 с.

124. Копелович, А.П. Инженерные методы расчета при выборе автоматических регуляторов / А.П. Копелович. — М.: Металлургиздат, 1960.-190 с.

125. Цыпкин, Я.З. Основы теории автоматических систем / Я.З. Цыпкин. М.: Наука, 1977.-560 с.

126. Сметана, А.З. Методика определения передаточной функции линейного динамического объекта по его переходной характеристике / А.З. Сметана // Изв. РАН. Энергетика. 1998. -№ 2. - С. 142 - 145.

127. Лукас, В.А. Теория автоматического управления / В.А. Лукас.- М. : Недра, 1990. 416 с.

128. Скаржепа, В. А. Тиристорные цифровые регуляторы температуры / В.А. Скаржепа, К.В. Шелехов, A.C. Герасимов. -Киев: Техника, 1979. 144 с.

129. Дорф, Р. Современные системы управления. Пер с англ. / Р. Дорф, Р. Бишоп. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 832 с.

130. Панферов, C.B. Оценка качества регулирования уровня жидкости в системах теплоснабжения / C.B. Панферов, А.И. Телегин // Вестник ЮУрГУ, серия «Энергетика». 2009. - Вып. 11. - № 15(148).-С. 39-44.

131. Плютто, В.П. Практикум по теории автоматического управления химико-технологическими процессами. Цифровые системы. / В.П. Плютто, В.А. Путинцев, В.М. Глумов. М.: Химия, 1989.-279 с.