- •Раздел 1. Классификация моделей и виды моделирования. Примеры моделей систем
- •М одели Линейные Нелинейные
- •Раздел 2. Этапы и принципы построения математических моделей. Основные требования к математическим моделям.
- •Аналитическое составление математического описания.
- •Раздел 3. Типовые модели технологических процессов
- •2 Пример. Регулирование уровня.
- •Уравнения теплового баланса при нагревании, испарении, охлаждении и конденсации
- •Раздел 3. Типовые модели технологических процессов
- •1 Пример. Электрическая цепь.
- •Объекты с сосредоточенными параметрами
- •3 Пример. Регулирование расхода.
- •4 G, м3/ч ρ1, кг/м3 пример. Регулирование концентрации.
- •5 Пример. Регулирование температуры.
- •6 Пример. Тепловой объект периодического действия
- •7 Пример. Тепловой объект непрерывного действия Цель: нагрев банок в теплообменнике
- •Раздел 4. Основные положения теории подобия
- •Раздел 5. Экспериментальные методы построения математического описания. Промышленные исследования технологического объекта управления (тоу).
- •Этапы получения модели тоу по экспериментальным данным.
- •Раздел 6.
- •Получение уравнения множественной регрессии методом Брандона
- •Статистическая идентификация многомерных детерминированных тоу
- •Раздел 7. Динамическая идентификация объектов
- •5. Метод Калмана.
5. Метод Калмана.
Одним из сравнительно несложных современных методов динамической идентификации, основанных на результатах пассивного эксперимента, является метод Калмана. Сущность его заключается в следующем:
В процессе эксплуатации через строго фиксированные интервалы времени записывают значения входных и выходных параметров;
Выбирают наиболее простой вид аналитической модели, записанной в виде разностного уравнения n – го порядка;
По результатам эксперимента и принятого типа модели МНК определяют коэффициенты разностного уравнения;
Решают разностное уравнение и сравнивают полученные динамические характеристики с экспериментом;
При больших отклонениях задаются разностным уравнением более высокого порядка и повторяют расчёт.
Разностное уравнение первого порядка имеет вид:
,
(14)
где n – номер точки эксперимента;
хn-1 – соответствует установившемуся значению ууст исследуемого параметра;
А, В – коэффициенты разностного уравнения.
Если модель первого порядка (1) не адекватна, в качестве модели используется уравнение второго порядка:
.
(15)
Тогда модель (1) описывается дифференциальным уравнением первого порядка:
,
решением которого является:
,
где, полагая у=уn, унач=уn-1 и t=n·∆t, при n=1 получаем:
,
откуда рассчитывается постоянная времени процесса:
.
