Obiekt wielowejsciowy i wielowyjsciowy ( MIMO - Multi Input Multi Output ) z reguly kazdym swoim wyjsciem reaguje na kazde wejscie czyli wystepuja interakcje. Interakcje sa zarowno dynamiczne jaki i statyczne.
Teoretycznie aby wyeliminowac interakcje i uzyskac niezalezne sterowanie odsprzezone tak aby kazde wejscie systemu regulacji powodowalo tylko reakcje jednego wyjscia nalezy odwrocic dynamike modelu procesu obiektu. Analiza wrazliwosci prowadzi do prostego wniosku ze uzyskany system regulacji czesto bedzie bardzo wrazliwy czyli zupelnie nieprzydatny.
Teoretycznosc owego odsprzegania wzmacnia fakt ze w polskojezycznej literaturze ( znanej autorowi ) nie ma ani jednego przykladu na realna regulacje obiektu MIMO i odsprzegania.
Natomiast mozna probowac statycznie z wyjsc regulatorow "niezaleznych ( po odsprzezeniu ) petli regulacji " wyliczyc zmienne sterujace organami wykonawczymi. To czesto daje dobre wyniki.
Przyklad odsprzegania znajdujemy w "Computer Control of Machines and Processes", John G. Bollinger, Neil A. Duffie, Addison-Wesley 1988.
Niech bedzie pomieszczenie gdzie chcemy utrzymywac tropikalny klimat. W pomieszczeniu sa sensory temperatury i wilgotnosci. Wentylator dostarcza z zewnatrz strumien swiezego i zimnego powietrza do ktorego regulowanym zaworem wpuszczamy strumien goracej pary wodnej. Tyle samo nieswiezego powietrza opuszcza pomieszczenie. W pomieszczeniu jest takze regulowany grzejnik elektryczny. Strumien pary wodnej dostarcza wode do atmosfery pomieszczenia i cieplo. A grzejnik elektryczny dostarcza tylko cieplo. Wilgotnosc wzgledna jest funkcja ilosci wody w powietrzu pomieszczenia i temperatury. Rozwiazanie systemu regulacji jest proste ale za autorami podamy je za chwile aby czytelnik mogl sie zastanowic.
Wezmy drugi przyklad ( za Bailey Control ) sporzadzania mieszanimy dwoch plynnych skladnikow "1" i "2". Dwa regulowane zawory przez ktore plyna substancje do mieszalnika otrzymuja rozkazy F1 i F2, litera F od Flow czy przeplyw. Za mieszalnikiem znajduja sie sensory mierzace strumien F i stezenie C (od concentration ) substancji "1" w mieszaninie substancji "1" i "2".
Z zewnatrz czyli z warstwy nadrzednej, przychodza do systemu sygnaly zadane przeplywu Fs i stezenia Cs mieszaniny, litera s od set czyli sygnal zadany Do regulatora PID strumienia podane sa sygnaly Fs i F i wytwarza on wyjsciowy sygnal Fr. Do regulatora PID stezenia podane sa sygnaly Cs i C i wytwarza on sygnal Cr. Jak z sygnalow wyjsciowych regulatorow Fr i Cr wytworzyc sygnaly sterujace zaworami F1 i F2
F = F1 + F2 , C = F1 / (F1 + F2)
Jesli damy F1 = Fr * Cr i F2 = Fr ( 1 - Cr ) , to regulacja jest odsprzezona ( przynajmniej statycznie bez uwzglednienia mieszalnika ), co latwo sprawdzic przez podstawienie.
Otrzymany wynik jest zgodny z intuicja. Obydwa zawory sa otwierane / zamykane przez regulator strumienia wyjsciem Fr. Zawor F1 jest otwierany / zamykany przez regulator stezenia Cr a zawor F2 oczywiscie przymykany / otwierany aby zgadzala sie sumaryczna ilosc podawanych obu substancji.
Zastosowanie sterowania odsprzezonego daje radykalna poprawe jakosci regulacji i sterowania a czasem w ogole umozliwia wykonanie systemu.
Wrocmy do pomieszczenia z tropikalna atmosfera.
To bardzo trudne tematy ale maja bardzo duże znaczenie praktyczne. Prosimy o więcej takich.
OdpowiedzUsuńBardzo proszę o więcej przykładów Noninteractive Control. Na studiach nie słyszeli nawet o tym. Są zajęci nepotyzmem.
OdpowiedzUsuń