1. Постановка задачи моделирования, задание.

Синтез цифровой комбинированной системы регулирования концентрации бутиленов в дистилляте с компенсацией возмущений по расходу сырья в колонне ректификации бутан-бутиленовой фракции.

Исходя из функциональной (рис. 1.) и структурной (рис. 2.) схемы регулирования, кривые разгона каналов объекта регулирования (рис. 3.).

Необходимопровести следующие этапы работы:

1. Параметрическая идентификация дискретных динамических моделей каналов по кривым разгона методом наименьших квадратов (порядки динамических моделей основного и канала возмущения (см. табл.)).

Такт квантования сигналов выбрать из диапазона 0,25-2 мин. Оценить адекватность полученных моделей каналов по критерию Фишера и выбрать структуры моделей с наибольшим критерием.

2. Оптимизация настроек цифрового регулятора по критерию минимум интегрально-квадратичной ошибки градиентным методом по основному каналу и оптимизация цифрового компенсатора по критерию минимум интегрально-квадратичной ошибки методом покоординатного спуска при импульсном входном воздействии по каналу возмущения (порядки цифровых регулятора и компенсатора (см. табл.)), а также синтез компенсатора из условия инвариантности.

По величине критерия выбрать структуру цифрового регулятора, а затем компенсатора.

3. Расчет динамических характеристик синтезированной системы по заданию и импульсному воздействию по каналу возмущения и вычисление показателей качества регулирования (интегрально-квадратичной ошибки, времени регулирования, перерегулирования, коэффициента затухания, статической ошибки).

4. Выводы по результатам идентификации дискретных динамических моделей объекта и исследованию влияния структур синтезированных регулятора и компенсатора на критерий и показатели качества.

Таблица

Структур моделей регуляторов и каналов объектов

№	Порядки (структуры) моделей регуляторов и каналов объекта
Вар.
1	2	3	4	5
6.2	ПИ, 4 п.	ПД	1, 3	1, 2

Рис. 1. Функциональная схема комбинированной

системы регулирования концентрации бутиленов

в дистилляте с компенсацией возмущений

по расходу сырья

Рис. 2. Структурная схема комбинированной системы регулирования

Рис. 3. Кривые разгона каналов объекта регулирования

Проводим моделирование задачи с помощью вычислительного математического пакета «Mathcad».

1. Параметрическая идентификация дискретных динамических моделей каналов.

Параметрическая идентификация заключается в расчете параметров разностного уравнения для выбранной структуры (уравнения -го порядка).

,

где - выход и вход модели объекта на -м такте квантования .

Для решения поставленной задачи воспользуемся методом наименьших квадратов (МНК), широко применяющимся для параметрической идентификации моделей объектов управления.