Идентификация термического объекта управления с помощью временного метода

Состояние любого исследуемого объекта определяется рядом величин, характеризующих как воздействие на объект внешней среды и управляющих устройств, так и протекание процессов внутри самого объекта.

Одни из этих величин непрерывно измеряются в процессе работы и называются контролируемыми. Другие, оказывая влияние на режим работы объекта, не измеряются и называются неконтролируемыми.

Величины, выражающие внешние влияния на объект, носят название воздействий. Воздействия, вырабатываемые управляющим устройством, называются управляющими воздействиями. Кроме управляющих входных воздействий могут присутствовать воздействия, не зависящие от управляющего устройства, называемые возмущениями или помехами. Они могут быть как контролируемые, так и неконтролируемые. Выходные величины, по которым ведется управление, носят название управляемых или регулируемых величин. Обычно регулируемые величины в той или иной степени характеризуют качественные показатели процесса в управляемом объекте.

В общем случае объект управления (ОУ) может быть представлен схемой, показанной на рис.1.

Рис.1.

Здесь совокупность управляющих воздействий или параметров обозначена вектором ={U1, U2,… , Um}, контролируемых внешних воздействий или параметров - вектором ={x1, x2, ., xl}, неконтролируемых внешних воздействий или параметров - вектором ={f1, f2,…, fk}, выходных управляемых величин или параметров - вектором ={у1, у2,…., уn}.

Если объект характеризуется одним входным управляющим параметром и одним выходным управляемым параметром, т.е. векторы и имеют по одной координате, то объект называется односвязным. Такой объект может быть представлен схемой, показанной на рис.2. В нашем случае входным управляемым параметром является напряжение, а выходным управляемым параметром - температура исследуемого термоэлектрического объекта.

Рис.2.

Аналитическое определение динамических свойств объекта управления по конструктивным и физическим данным часто является чрезвычайно сложной задачей. В таких случаях обращаются к идентификации объекта по экспериментальным данным.

Вопросы, связанные с идентификацией и оцениванием параметров динамических объектов, относятся к числу основных в теории и практике автоматического управления.

В общей постановке различают две задачи идентификации: непараметрическую, когда требуется определить структуру и оценить параметры передаточной функции (ПФ) объекта, и параметрическую, когда нужно при известной структуре ПФ объекта оценить её параметры.

К числу широко распространенных относятся следующие методы идентификации объектов:

идентификация в режиме нормальной работы, осуществляемая путем использования совместно с объектом его настраиваемой модели, параметры которой подбираются сообразно с некоторым алгоритмом настройки по входным воздействиям и выходным величинам объекта;

идентификация, реализуемая подачей на вход объекта тестовых сигналов (ТС) с заданными характеристиками и анализа соответствующих реакций (процессов) на выходе объекта.

Метод идентификации с использованием тестовых сигналов непараметрический, поскольку не требует задания в явной форме конечномерного вектора параметров при поиске описания исследуемого объекта, что во многих случаях весьма важно на практике, например, при идентификации объектов типа «черного ящика».

В известных разновидностях метода идентификации с использованием тестовых сигналов в качестве входных воздействий с заданными характеристиками применяются следующие сигналы: детерминированные апериодические (импульсные, ступенчатые, или иной формы) или периодические определенной формы (например, синусоидальные); случайные (например, белый шум). Процессы на выходе объекта могут обрабатываться методами временного, гармонического (частотного), корреляционного (спектрального) анализа.

По характеру применяемого анализа реакций исследуемого объекта на тестовые сигналы, указанные разновидности метода можно разделить на две группы. К первой группе относятся разновидности, основанные на временном анализе, ко второй остальные, называемые частотными. По сравнению с частотами, временные методы с использованием детерминированных тестовых сигналов часто намного проще и удобнее во многих случаях практического применения. В настоящей работе используется временной метод.

Другое по теме:

Устройство питания электронных схем
Современный научно-технический прогресс тесно связан с развитием электроники. Успехи электроники являются результатом создания разнообразных по своим свойствам электровакуумных и полупроводниковых приборов. В настоящее время ...

Диэлектрические стержневые антенны
Антенны применяются как для излучения, так и для приема электромагнитных волн. Предающая антенна - это элемент предающей радиостанции, который преобразует энергию токов высокой частоты в энергию электромагнитных волн и изл ...

©  www.techvarious.ru - 2019