Автоматизация управления в производственных системах. Федотов А.В. - 280 стр.

ния объекта (ввод значения управляемого параметра Y(t)), расчет заданного значе-
ния параметра Yз(t) и вычисление ошибки X.
      Вычисление заданного значения управляемого параметра для текущего вре-
мени оформлено в виде подпрограммы. Полученное значение ошибки X использу-
ется для вычисления пропорциональной составляющей управляющего воздействия
U1, интеграла по ошибке I, интегральной составляющей управляющего воздействия
U2, скорости изменения ошибки P и дифференциальной составляющей управляю-
щего воздействия U3.
      Настройки ПИД-регулятора в виде коэффициентов усиления пропорциональ-
ного kп, интегрального kи и дифференциального kд каналов хранятся в памяти. Для
подготовки следующего шага численного интегрирования и дифференцирования
производится запоминание значений ошибок на текущем шаге.
      Управляющее воздействие определяется путем суммирования вычисленных
составляющих. Это управляющее воздействие выводится на объект управления, из-
меняя его состояние в сторону устранения ошибки X.
      Подпрограмма задержки времени обеспечивает реализацию заданного шага T
численного интегрирования и дифференцирования, а также позволяет вести отсчет
времени (программная реализация таймера). Подпрограмма задержки должна учи-
тывать время, требующееся для выполнения предыдущих блоков алгоритма с мо-
мента обнуления таймера.
      При решении задачи регулирования может осуществляться оптимальное
управление. При оптимальном управлении система управления обеспечивает такой
закон U*(t) управления объектом, который доставляет экстремум некоторому вы-
бранному критерию оптимальности Q за время функционирования Т:
      Q(U, Y)   F(U(t),Y(t), t) dt .
               T
      Система управления при этом анализирует начальное состояние объекта
управления и требуемое конечное состояние, затем определяет оптимальный закон
управления в соответствии с целью функционирования объекта и реализует этот за-
кон. При оптимальном управлении используются методы теории оптимальных си-
стем управления. Типовыми задачами оптимального управления являются: обеспе-
чение наибольшего быстродействия системы; обеспечение наименьшей энергии
управления объектом; обеспечение наименьшего расхода ресурсов и др.
      При управлении объектом может решаться задача экстремального управления.
Экстремальное управление обеспечивает автоматическое поддержание экстремума
управляемого параметра объекта в условиях отсутствия полной информации о его
свойствах. В системах экстремального управления осуществляется автоматический
поиск необходимого управления, обеспечивающего экстремальное значение управ-
ляемого параметра независимо от изменения свойств объекта управления и условий
его функционирования.
      Для поиска управляющего воздействия в экстремальных системах управления
используются различные способы поиска экстремума: способ пробных шагов, спо-
соб производной, способ наложения гармонических колебаний, способ запоминания


                                      280