ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
устройствами с локальными регистрами памяти. Имеется возможность автоматически изменять тактовую частоту (в
зависимости от производительности вычислений) и отключать неиспользуемые блоки.
2. Использование программного обеспечения (ПО) для снижения энергозатрат за счет экономии на пересылке
информации между удаленными блоками, т.е. ПО должно учитывать взаимное расположение блоков. Для этого ПО
необходимо разрабатывать одновременно с проектированием микросхем.
3. Снижение энергозатрат схемотехническими средствами, в том числе за счет уменьшения утечек через подложки в
МОП-транзисторах (подача смещения на подложку, использование транзисторов с большим пороговым напряжением),
снижения напряжения питания и синхросигнала при обработке звуковой информации и т.д.
4. Использование технологических средств для уменьшения утечек через подложку и снижения разброса
электрических параметров элементной базы. Для этого можно использовать трехзатворные транзисторы, трехмерные
транзисторы, в которых канал изолирован диэлектриком от подложки, применением структур кремния на диэлектрике и
микросхем с наноразмерными элементами.
5. Уменьшение энергозатрат конструктивными средствами, в том числе за счет использования высокоплотного
монтажа кристаллов (при этом повышается энергетическая эффективность вследствие уменьшения энергоемкости
сигнальных связей), трехмерной сборки кристаллов в компактном корпусе, применения высокоскоростных интерфейсов и
радиоинтерфейсов. Сокращение расстояний позволяет передавать информацию с высокой скоростью при малых
энергозатратах.
Таким образом, энергетическая эффективность РЭС обеспечивается комплексной оптимизацией системы на всех этапах
проектирования – создание архитектуры, программного обеспечения, схемотехническая разработка и техническая
подготовка производства.
Значительного снижения энергозатрат можно добиться за счет использования систем энергосберегающего управления
объектами производственно-технического назначения. Опыт использования оптимального управления работой тепловых
аппаратов показал, что экономия энергозатрат для технологических печей составляет 15…17 %, для электрических
нагревателей жидкости – до 20 % [11]. Также значительное снижение энергозатрат достигается при оптимальном
управлении динамическими режимами машин с электроприводами и транспортными средствами. Использование
энергосберегающего управления наряду с экономией ресурсов повышает долговечность оборудования.
В большинстве случаев разработка алгоритмического обеспечения для систем оптимального управления,
минимизирующих затраты энергии, расход топлива и других ресурсов, представляет собой сложное научно-техническое
исследование. В каталогах алгоритмического и программного обеспечения фирм, поставляющих программные и
технические средства для промышленной автоматизации (КРУГ, Техноконт, Трейс Моуд, Matlab, Siemens, Schneider
Electrik, Omron и др.), отсутствуют сведения об алгоритмах, минимизирующих затраты энергии или расход топлива.
В существующих SCADA-системах и других программных средствах, используемых для проектирования систем
автоматического управления и регулирования, предполагается стандартный набор алгоритмов: ПИ- и ПИД-регулирование,
линейный квадратичный оптимальный регулятор, оптимальное быстродействие, нечеткий регулятор и некоторые другие, в
которых не учитываются характерные для энергосберегающего управления ограничения, например, на лимит энергии или
запас топлива. Ряд фирм в проспектах о своей продукции упоминают об энергосбережении и "мягком" пуске
электродвигателей, однако используемые для этого алгоритмы не раскрываются и считаются ноу-хау фирмы. Это
объясняется следующим. Во-первых, анализ задач оптимального управления (ЗОУ) с функционалом затраты энергии
показывает, что даже в случае использования простейших моделей динамики в виде линейных дифференциальных
уравнений третьего порядка при скалярном управлении число возможных видов функций оптимального управления (ОУ)
более двадцати [12]. Если объект, динамика которого описывается дифференциальным уравнением второго порядка, имеет
два входа (простейшая MIMO-система), то число видов функций ОУ более сорока. Поэтому уже определение вида функции
ОУ для задаваемого массива исходных данных представляет сложную задачу, такие задачи для многих энергоемких
объектов еще теоретически не исследовались.
Во-вторых, в процессе реальной эксплуатации объекта происходят изменения режимов работы, требуемых значений
выходных переменных, ограничений на переменные и т.п. Это требует оперативного пересчета управления, т.е. определения
вида функции ОУ и ее параметров для новых исходных данных. Для такого пересчета ОУ в реальном времени необходима
предварительно созданная база знаний.
В-третьих, для проектирования систем энергосберегающего управления часто приходится решать обратные задачи,
например, определить, при каких исходных данных решение ЗОУ существует, как надо изменить исходные данные, чтобы
обеспечить требуемый запас практической устойчивости системы и т.п.
В целях сокращенного обозначения различных задач энергосберегающего управления введем понятие модели ЗОУ в
виде следующего кортежа:
,;;; >
<
OSFM (4.54)
где
−
M
модель динамики объекта;
−
F
минимизируемый функционал;
−
S
стратегия реализации ОУ;
−O
ограничения.
От значений компонентов
FM , в модели (4.54) зависят возможные виды функций
()
tu
∗
и соотношения для расчета
параметров этих функций. Модель (4.54) используется для обозначения соответствующих фреймов базы знаний экспертной
системы "Энергосберегающее управление динамическими объектами". Фреймы содержат всю информацию о результатах
полного анализа ЗОУ.
Под полным анализом ЗОУ, характеризуемой конкретной моделью (4.54), понимается комплекс исследований,
включающий: получение условий существования решения ЗОУ для любых задаваемых исходных данных; определение всех
возможных видов функций ОУ (два вида функций
() ()
tutu
ji
∗∗
, считаются различными, если они содержат разное число
параметров или параметры функций рассчитываются с помощью разных соотношений); разработку алгоритма определения
вида функции ОУ для задаваемого массива исходных данных; получение соотношений для расчета параметров всех
возможных функций ОУ; получение формул для расчета траекторий изменения фазовых координат для всех видов функций
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- …
- следующая ›
- последняя »
