TY - JOUR

T1 - Синтез цифрового управления с прогнозом для удержания контролируемых переменных в заданном диапазоне

AU - Сотникова, М.В.

N1 - Сотникова М. В. Синтез цифрового управления с прогнозом для удержания контролируемых переменных в заданном диапазоне // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. 2019. Т. 15. Вып. 3. С. 397–409. https://doi.org/10.21638/11702/spbu10.2019.309

PY - 2019/1/1

Y1 - 2019/1/1

N2 - Рассматривается проблема синтеза цифрового управления контролируемыми переменными динамического объекта с удержанием их в заданном диапазоне с учетом ограничений на управляющие переменные. При этом изменение переменных внутри диапазона может быть произвольным. Такая постановка задачи обуслoвливает необходимость разработки специальных методов синтеза законов управления, отличных от классических подходов, в которых цель управления задается командным сигналом. Предлагается подход к синтезу цифрового закона управления, в основу которого положено использование прогнозирующих моделей. В рамках этого подхода цель управления достигается посредством введения специального квадратичного функционала качества, включающего штрафное слагаемое за выход контролируемых переменных из требуемого диапазона. Минимизация такого функционала на горизонте прогноза с учетом имеющихся ограничений на управляющие переменные обеспечивает введение контролируемых переменных внутрь диапазона. Показано, что реализация закона управления в режиме реального времени сводится к решению задачи квадратичного программирования на каждом такте дискретного времени. Эффективность разработанного алгоритма управления иллюстрируется примерами моделирования процессов переработки нефти в ректификационной колонне.

AB - Рассматривается проблема синтеза цифрового управления контролируемыми переменными динамического объекта с удержанием их в заданном диапазоне с учетом ограничений на управляющие переменные. При этом изменение переменных внутри диапазона может быть произвольным. Такая постановка задачи обуслoвливает необходимость разработки специальных методов синтеза законов управления, отличных от классических подходов, в которых цель управления задается командным сигналом. Предлагается подход к синтезу цифрового закона управления, в основу которого положено использование прогнозирующих моделей. В рамках этого подхода цель управления достигается посредством введения специального квадратичного функционала качества, включающего штрафное слагаемое за выход контролируемых переменных из требуемого диапазона. Минимизация такого функционала на горизонте прогноза с учетом имеющихся ограничений на управляющие переменные обеспечивает введение контролируемых переменных внутрь диапазона. Показано, что реализация закона управления в режиме реального времени сводится к решению задачи квадратичного программирования на каждом такте дискретного времени. Эффективность разработанного алгоритма управления иллюстрируется примерами моделирования процессов переработки нефти в ректификационной колонне.

KW - Control in a range

KW - Digital control

KW - Distillation column

KW - Optimization

KW - Predictive model

KW - цифровое управление

KW - прогнозирующая модель

KW - оптимизация

KW - управление переменными в диапазоне

KW - ректификационная колонна

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85074886215&partnerID=8YFLogxK

U2 - 10.21638/11702/spbu10.2019.309

DO - 10.21638/11702/spbu10.2019.309

M3 - статья

AN - SCOPUS:85074886215

VL - 15

SP - 397

EP - 409

JO - ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА. ИНФОРМАТИКА. ПРОЦЕССЫ УПРАВЛЕНИЯ

JF - ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА. ИНФОРМАТИКА. ПРОЦЕССЫ УПРАВЛЕНИЯ

SN - 1811-9905

IS - 3

ER -