Применение прогнозирующего управления для оптимизации динамических процессов в заданном диапазон

Аннотация

Рассматривается задача цифрового управления контролируемыми переменными динамического процесса с удержанием их в заданном диапазоне. Предполагается, что изменение переменных внутри диапазона может быть произвольным, но значения переменных должны оставаться внутри установленных границ. При этом, если все ограничения соблюдаются, то управление должно быть либо выключено, либо иметь как можно меньшую интенсивность. Данная постановка задачи требует разработки специальных методов синтеза законов управления, отличных от традиционных подходов, в которых цель управления задается командным сигналом.
Выполняется формализованная постановка задачи синтеза управления для нелинейной модели объекта, заданной в дискретном времени, с учетом ограничений на управляющий сигнал. Предлагается метод синтеза цифрового закона управления, базирующийся на применении прогнозирующих моделей в контуре обратной связи. Поставленная цель управления объектом достигается с помощью введения квадратичного функционала качества, включающего штраф за нарушение контролируемыми переменными заданного диапазона. Кроме того, этот функционал характеризует интенсивность работы управления и позволяет регулировать энергетические затраты с помощью весового множителя. Показано, что реализация закона управления в режиме реального времени в общем случае сводится к решению задачи нелинейного программирования на каждом такте дискретного времени. Эффективность разработанного подхода иллюстрируется примером управления процессом переработки нефти в ректификационной колонне.

Сведения об авторе

Margarita Victorovna Sotnikova, Санкт-Петербургский государственный университет

профессор кафедры компьютерных технологий и систем, факультет прикладной математики - процессов управления, доктор физико-математических наук, доцент

Опубликована
2021-12-20
Как цитировать
SOTNIKOVA, Margarita Victorovna. Применение прогнозирующего управления для оптимизации динамических процессов в заданном диапазон. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 17, n. 4, dec. 2021. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/814>. Дата доступа: 25 jan. 2022
Раздел
Когнитивные информационные технологии в системах управления