Введение
1 Обзор методов синтеза элементов и устройств систем оптимального управления объектами теплопотребления 28
1.1 Введение в проблему и постановка задачи 33
1.2 Сравнительная оценка методов реализации элементов робастного и оптимального управления 37
1.3 Цифровые регуляторы, использующие релейный элемент с интегральной обратной связью 41
1.4 Особенности использования программируемых логических контроллеров для организации регуляторов в составе интеллектуальных автоматизированных систем теплопотребления 48
1.5 Критерии качества управления в автоматизированной системе теплопотребления с распределенной технологической схемой 50
Выводы 52
2 Модели элементов и устройств систем теплопотребления с электромеханическим клапаном и транспортным запаздыванием 55
2.1 Исследование нелинейных свойств процесса смешения теплоносителей с управляемым положением штока клапана 56
2.2 Структурная нелинейность в системах с эффективным теплообменником в контуре подающего теплоносителя горячего водоснабжения 70
2.3 Алгоритм линеаризации нелинейной модели в задаче стабилизации температурных процессов системы теплопотребления 79
2.4 Аппроксимация линеаризованной модели системы теплопотребления высокого порядка нелинейной моделью второго порядка 89
2.5 Модель системы теплопотребления со значительным запаздыванием в контуре обратного теплоносителя 97
2.6 Использование нейросетевых методов для оценки адекватности возмущений в системе теплопотребления 102
Выводы ПО
3 Методы синтеза управляющих воздействий релейного типа с адаптацией параметров траектории скольжения 113
3.1 Анализ методов управления СТП с переменной структурой в скользящем режиме 114
3.2 Методы подстройки параметра траектории скольжения при изменении характеристик объекта управления 124
3.3 Анализ оптимального управления по быстродействию на основе принципа максимума Понтрягина и его связь с реализацией скользящего режима 138
3.4 Гипотеза о достаточности двух управляющих воздействий в системе теплопотребления с релейным регулятором 143
3.5 Исследование устойчивости управления к ошибкам дискретизации АЦП и помехам в канале измерения сигналов автоматизированной СТП 159
3.6 Метод реализации скользящего режима релейного регулятора без оценки производной измеряемого сигнала в системе теплопотребления 161
3.7 Синтез метода оптимального управления по быстродействию без оценки производной измеряемого сигнала 165
3.8 Реализация элементов релейного управления СТП со значительным транспортным запаздыванием 188
Выводы 195
4 Алгоритмы реализации элементов релейного управления системам теплопотребления в реальном времени 199
4.1 Организация оптимального управления на основе ПИД-закона регулирования в форме обратной связи по состоянию 201
4.2 Обзор, анализ и выбор инструментария для реализации алгоритмов управления в автоматизированной системе теплопотребления 208
4.3 Выбор условий и критерия сравнительной оценки оптимальности алгоритмов управления 216
4.4 Обобщенная процедура реализации законов управления в программируемых логических контроллерах 218
4.5 Алгоритм реализации метода управления с подстройкой параметра траектории скольжения 223
4.6 Алгоритм реализации метода управления с переменной структурой без оценки значения производной измеряемого сигнала 233
4.7 Алгоритм реализации метода управления с переменной структурой без оценки значения производной в условиях значительного запаздывания 238
Выводы 245
5 Информационное и программное обеспечение элементов и устройств автоматизированной системы теплопотребления 248
5.1 Элементы информационного обеспечения автоматизированной СТП при проведении исследований протекающих процессов 249
5.2 Принципы организации коммуникационных связей между элементами и устройствами в автоматизированной системе теплопотребления 260
5.3 Определение среды программирования и пример реализации алгоритмов оптимального управления наПЛК 264
5.4 Взаимодействие технических устройств и программных элементов СТП для выполнения разработанных алгоритмов наПЛК 269
5.5 Средства сопряжения с программной средой Scilab и средства защиты от потери связи с верхним уровнем автоматизированной системы теплопотребления 275
5.6 Технология построения баз данных и знаний в информационной среде автоматизированной системы теплопотребления 280
Выводы 283
6 Практическая реализация методов и алгоритмов релейного управления на примере действующих систем теплопотребления 285
6.1 Анализ режимов работы элементов и устройств СТП на основе технических условий и проектных данных 287
6.2 Классификация и оценка параметров элементов действующих систем теплопотребления 290
6.3 Исследование и анализ результатов моделирования системы регулирования температуры подающего теплоносителя в СТП 294
6.4 Исследование и анализ результатов моделирования системы регулирования температуры обратного теплоносителя в СТП 299
6.5 Исследование и анализ результатов моделирования системы регулирования температуры горячего водоснабжения 308
6.6 Рекомендации по использованию методов, алгоритмов и элементов для других типов СТП, инструкция для технолога 313
Выводы 317
7 Экспериментальные исследования элементов и устройств в СТП. Сравнительная оценка временных рядов измеряемых сигналов 319
7.1 Исследование экспериментальных данных при регулировании температуры подающего теплоносителя. Оценка робастности к изменяющимся параметрам объекта управления 319
7.2 Исследование экспериментальных данных при регулировании температуры обратного теплоносителя. Оценка робастности к изменяющимся параметрам объекта управления, в том числе к транспортному запаздыванию 322 7.3 Исследование экспериментальных данных в автоматизированных системах горячего водоснабжения 328
7.4 Исследование работоспособности алгоритмов с элементами сигнальной и параметрической адаптации управляющего воздействия в системе горячего
водоснабжения 331
Выводы 337
Заключение 340
Список литературы
