Cтраница 2
В ней рассмотрены методы рационального планирования эксперимента, которые позволяют во много раз сократить объем экспериментальных исследований при изучении тех или иных процессов, связанных с добычей нефти и газа; методы эволюционного планирования, с помощью которых можно установить оптимальный режим работы объекта; методы статистической обработки промысловых материалов, на основе которых могут быть выявлены основные факторы, влияющие на рассматриваемые процессы, методы идентификации, позволяющие осуществлять регулирование различных процессов. [16]
Знакомство с системами этого класса удобно начать с оптимальных систем автоматики. К ним относятся такие автоматические системы управления, которые способны автоматически обеспечить оптимальный режим работы объекта управления. Понятие оптимума может рассматриваться с разных точек зрения. Таким образом, можно сделать вывод, что в оптимальных автоматических системах закон регулирования выбирается по максимуму или минимуму того или иного показателя работы системы. Примером оптимальной автоматической системы может служить следящая система с минимальной длительностью переходного процесса. [17]
Это может быть обеспечение и экстремального значения управляемой величины, и максимального быстродействия системы управления путем подстройки ее параметров, и оптимального режима работы объекта в определенном, заданном смысле. Самонастройка может сочетаться и со стабилизацией и с программным управлением. [18]
В самонастраивающихся машинах используются устройства автоматического поиска, которые производят определение наивыгоднейшего режима путем последовательных проб различных сочетаний управляющих воздействий и их анализа. Эту задачу решают экстремум-регуляторы. Оптимальные режимы работы объектов зависят от ряда факторов, которые трудно заранее предугадать. В этих условиях обычные регуляторы, работающие по заданной программе, оказываются малоэффективными. Экстремальные регуляторы, осуществляющие непрерывный поиск оптимальных соотношений регулируемых величин, успешно справляются с таким регулированием. [19]
Оптимальный режим работы объекта характеризуется экстремальным ( максимальным или минимальным) значением показателя эффективности процесса, протекающего в объекте. Таким показателем может быть либо технологическая величина, либо одна из экономических характеристик. Вследствие влияния возмущений оптимальный режим работы объектов нарушается. Системы стабилизации не способны скомпенсировать такие отклонения. Для отыскания оптимального режима служат экстремальные системы. Эта задача решается автоматическим поиском таких значений управляющих воздействий, которые соответствуют экстремальному значению показателя эффективности процесса. Системы, осуществляющие автоматический поиск нескольких управляющих величин объекта с целью обеспечения экстремального значения показателя эффективности протекающего в нем процесса, называются оптимальными. На практике же оптимизируемая величина объекта часто зависит не от нескольких, а от одной управляющей величины; такие оптимальные системы называют экстремальными системами регулирования. [20]
Переход к нелинейным дифференциальным уравнениям определяется как учетом нелинейностей реальных характеристик элементов системы, так и дополнительным введением в систему элементов с существенно нелинейными характеристиками. Обычно в цервом случае нелинейности учитывают йля рассмотрения изменения качества процесса управления за счет влияния нелинейностей, присущих реальной системе, и исправления нежелательного эффекта, возникающего под влиянием этих нелинейностей. Во втором случае речь идет о повышении качества процессов или о получении принципиально новых алгоритмов управления за счет введения дополнительных нелинейных элементов. При этом удается повысить быстродействие и точность системы, уменьшить перерегулирование или компенсировать нежелательное действие имеющихся нелинейностей. Кроме того, для управления нелинейными объектами с немонотонными экстремальными характеристиками применяют особые схемы управления с автоматическим поддержанием оптимального режима работы объекта. [21]
АСУ не может выполнить основную задачу управления на базе использования только первоначальной информации. Здесь требуется, чтобы в процессе работы АСУ сама могла автоматически пополнять недостающую информацию. Когда же последняя достигнет необходимой полноты, система должна автоматически изменять задающие воздействия, параметры или характеристики управляющего устройства для наилучшего ( оптимального) управления объектом. Обобщенная функциональная схема СНС была приведена на рис. 1.8. Работу СНС можно представить состоящей из трех этапов: 1) получение информации о состоянии процесса управления и обработка накопленной информации; 2) определение на этой основе алгоритма управления, обеспечивающего оптимальный режим работы объекта управления; 3) реализация найденного алгоритма. Структура ВУ показана на рис. 10.21. Здесь А - анализатор, С - синтезатор и НУ - настраивающее устройство. Посредством анализатора определяются текущее значение какого-то показателя качества работы объекта и отклонение его от значения, принятого за оптимальное. [22]
Существует ряд технологических процессов, в которых ни стабилизация ведущих параметров, ни их изменение по заданной или меняющейся программе не приносят желаемого эффекта. В этом случае ставится задача построения такой системы регулирования, которая могла бы в зависимости от внешних условий автоматически изменять свои параметры или даже структуру, с тем чтобы обеспечить для каждой возможной ситуации наилучшие условия работы. Такие системы называют самонастраивающимися. Частным случаем самонастраивающихся систем, представляющим интерес для современной технологии обработки воды и производственных стоков, являются системы экстремального регулирования. В системе экстремального регулирования осуществляется непрерывный автоматический поиск такого регулирующего воздействия, которое обеспечило бы поддержание минимального или максимального значения регулируемого параметра, называемого в этом случае показателем экстремума. Использование системы экстремального регулирования целесообразно для таких технологических процессов, в которых различные внешние возмущения могут в широких пределах изменять абсолютное значение регулируемого параметра, но его минимальная или максимальная величина характеризует оптимальный режим работы объекта в любых условиях. Например, на во-доподготовительных установках ТЭЦ одним из возможных показателей оптимальной дозы извести, используемой для умягчения воды, является электропроводность обработанной воды в смесителе. Причем наилучшему проведению процесса соответствует минимальное значение электропроводности. Абсолютное значение электропроводности может быть различным, в зависимости от солевого состава исходной воды. [23]