No abstract

Побудована система автоматичного керування з нечітким адаптуючим пристроєм параметрів налаштування ПІ-регулятора в умовах нестаціонарності параметрів моделі об'єкта керування. Виконано математичне моделювання спроектованої системи, проведене дослідження для різних станів об'єкта. Застосування нечіткого адаптуючого пристрою дозволяє забезпечити високу якість функціонування системи при необхідному запасі стійкості в умовах параметричної нестаціонарності досліджуваного об'єктаКлючові слова: нечітка логіка, нестаціонарність, адаптивна система, запас стійкості, система керування, робастність Построена система автоматического управления с нечетким адаптирующим устройством параметров настройки ПИ-регулятора в условиях нестационарности параметров модели объекта управления. Выполнено математическое моделирование спроектированной системы, проведено исследование для различных состояний объекта. Применение нечеткого адаптирующего устройства позволяет обеспечить высокое качество функционирования системы при необходимом запасе устойчивости в условиях параметрической нестационарности исследуемого объектаКлючевые слова: нечеткая логика, нестационарность, адаптивная система, запас устойчивости, система управления, робастность UDC 681.516.75

In the context of the growing share of renewable energy sources, the role of thermal power plants (TPPs) as means of balancing the daily power demand curve is increasing. During the day, the load on working units varies widely. Boiler assemblies of these power units undergo changes in their dynamic characteristics when the load changes. Control systems must, regardless of the mode of operation, meet requirements for the quality of operation. This paper has analyzed the latest research and advancements in the field of synthesis of adaptive and robust control systems for inertial contours of direct-flow boiler assemblies. It reports a model of the section of a water-steam flow path, which takes into consideration changes in the dynamic characteristics of the section when changing the load of the power unit. A model of the temperature control system for a boiler assembly has been built involving a tabular method for adjusting the PI-controller parameters. Alternative methods for the adaptation of parameters were proposed. The resulting expressions demonstrate a piecewise-linear approximation of parameter changes depending on the load. In addition, an adaptation unit based on fuzzy logic were suggested. Static characteristics of the adaptation units for PI-controller parameters depending on the load of the power unit were defined. Based on computer modeling, a comparative analysis of the quality indicators of the functioning of the designed control systems was carried out. A method for estimating the stability of systems with adaptation of adjustment parameters was proposed. Based on the static characteristics of the pairs of settings of the PI-controller and the parameters of the control object for each load value at the predefined discreteness, stability reserves were calculated for gain and phase. The results reported here indicate the advantages of a control system with the adaptation of controller parameters based on piecewise-linear dependences

В статті розглянуто підхід аналізу стійкості нелінійної систем керування, що базується на нечіткій логіці. Метою статті є аналіз існуючих методів дослідження нелінійних інтелектуальних систем керування, що базуються на апараті теорії нечітких множин; розробка методики аналізу стійкості системи керування, що базується на двоканальному нечіткому регуляторі; дослідження стійкості системи автоматичного регулювання температурного режиму котлоагрегату ТЕС, побудованої на основі двоканального нечіткого регулятора. Проведено аналіз існуючих проблем і методів дослідження нечітких систем керування. Для нечітких регуляторів загальноприйнятих, універсальних методів перевірки стійкості не виявлено. Існуючі методи аналізу нечітких систем керування не надають обґрунтування стійкості, а лише забезпечують можливість перевірки працездатності за існуючих збурень, вихідних сигналів тощо. Для аналізу стійкості системи з двоканальним нечітким регулятором розроблено методику, що ґрунтується на приведенні нелінійної системи до еквівалентної адаптивної системи з підлаштуванням параметрів лінійного регулятора. Обґрунтовано можливість представлення схеми двоканального нечіткого регулятора як еквівалентної до адаптивного І- або ПІ-регулятора. Отримано аналітичні залежності між вихідними параметрами двоканального нечіткого регулятора і налаштуваннями ПІ-регулятора. Для всього діапазону зміни вхідних параметрів двоканального нечіткого регулятора згідно отриманих залежностей визначені комбінації налаштувань еквівалентного ПІ-регулятора. Розраховані запаси стійкості системи керування для всіх ділянок перехідного процесу системи регулювання температурного режиму прямоточного котлоагрегату в усьому діапазоні зміни навантаження енергоблоку. Визначені ділянки перехідного процесу, на яких система керування працює за межею стійкості, забезпечуючи при цьому збільшення швидкості реакції на збурення порівняно зі стандартним ПІД-регулятором з фіксованими налаштуваннями.

For microclimate control systems is proposed a control algorithm based on maintaining the desired discomfort index using a fuzzy logic controller. To assess the influence of the environment on humans, it is necessary to determine not only the quantitative value of individual microclimate parameters, but also the result of their overall impact on the human body. The existing complex methods of microclimate control are investigated. An approach to determine the index of discomfort has been analyzed. The values of the discomfort index are divided into ranges, depending on the average comfort sensations in the room for a person. The fundamentals of the theory of fuzzy sets are considered. The fuzzy logic controller is synthesized. A database of rules has been developed based on calculated values of the discomfort index. The intelligent system of automatic maintenance of comfortable microclimate conditions in the room is designed. Based on the calculated values of the discomfort index for all possible variants of the temperature values of dry and wet thermometers, a rule base for the fuzzy controller is built. The computer simulation of the obtained microclimate control system in the room is carried out based on the transfer functions of dry and wet thermometers. The results of mathematical modeling showed the effectiveness of using the proposed control algorithm. The control effect is made after processing the aggregated information directly from two sensors, thereby reducing the number of unnecessary inclusions for small fluctuations of each individual parameter. According to the results of modeling it can be noted compliance with the requirements of the received control system to maintain the desired level of discomfort index in the room, the minimum number of actuator inclusions, no overshoot and energy savings.