Пример идентификации реального объекта управления

Пример 4. Снятые с объекта значения времени t переходного процесса и соответствующие им значения выходного сигнала h (t) представлены в виде таблицы и сведены в текстовый файл "Charect. txt" на электронном носителе.

Таблица 14 иллюстрирует часть данных, из текстового файла.

Таблица 14 - Значения, снятые с реального ОУ

Исходной информацией будет являться воссозданный по этим данным график переходного процесса приведенный на рисунке 73.

Проведем идентификацию, используя модель структуры 1:

Найденные программой коэффициенты:

Полученное решение представлено на рисунке 74.

График переходного процесса, полученный после идентификации, представляет плавную кривую, совпадающую на начальном и среднем участках с исходным графиком, расхождения и максимальная ошибка приходиться на средний участок. Уменьшить ее возможно путем дальнейшего перебора узлов. Воспользуемся итерационным поиском первого узла, чтобы уменьшить ошибку первого приближения. Для этого необходимо задать интервал поиска , а так же шаг поиска.

Установленные значения: интервал поиска с шагом равным 0,05. При данных начальных условиях итерационного поиска был найден первый узел интерполяционной сетки , при котором абсолютная ошибка минимальна и равна 300. График зависимости ошибки от расположения первого узла интерполяционной сетки приведен на рисунке 75. Из графика видно, что минимальная ошибка лежит в области нуля. Следовательно, можно изменить интервал поиска , увеличив частоту шага. Первый узел интерполирования будет найден более точно , а абсолютная ошибка при этом составит 219.

Найденные программой коэффициенты:

Полученное решение представлено на рисунке 76.

Графики абсолютной и относительной ошибок (рисунок 77).

Исходные и полученные данные сведены в таблицу 15.

Таблица 15 - Данные идентификации структурой 1 для примера 4

Для структур 2-4 зависимости переходной характеристики от расположения первого узла интерполирования, оптимальные графики переходного процесса, полученные после идентификации, а так же графики ошибок приведены на рисунках 78-86.

Данные полученные при идентификации с использованием 2-4 структур представлены в таблице 16.

Таблица 16 - Данные идентификации структурами 2-4 для примера 4

b0=5316,05;= b2=0; a0=1;

a1=0,4341; a2=0,0153; a3=00,0120,011,0295,8
b0=5316,05; b1=85,8272; b2=0; a0=1; a1=0,4302; a2=0,0161; a3=00,0120,011,1178,9

b0=5316,05;

Из таблицы видно, что наименьшая ошибка получается, если проводить идентификацию 2 структурой, так как в данном случае не будет избыточных коэффициентов.

Заключение

В процессе выполнения выпускной квалификационной работы был изучен вещественный интерполяционный метод и разработан аппаратно-программный комплекс, предназначенный для осуществления идентификации объектов управления.

Решение задачи идентификации с помощью вещественного интерполяционного метода, позволяет получать математическую модель объекта, при этом вычислительные затраты достаточно малы, а вмешательство в режим его нормального функционирования - минимально.

В рамках выполнения работы был спроектирован опытный образец устройства сопряжения, реализован алгоритм идентификации ОУ, разработан пользовательский интерфейс программы. Данное программное обеспечение позволяет идентифицировать математическую модель объекта управления по исходным данным в виде переходной характеристики, получаемой непосредственно с объекта управления. Анализ работоспособности АПК идентификации ОУ, позволяет сделать вывод, что на основе достигнутых результатов можно разработать эффективное программное обеспечение для решения задач идентификации, которое может быть использовано в рамках организации концепции аппаратно-программного комплекса на производстве.

Данная выпускная квалификационная работа выполнена в полном объеме в соответствии с техническим заданием.

Работы в данном направлении не потеряют своей актуальности, поскольку процедура идентификации, базирующаяся на анализе экспериментальных характеристик систем, эффективна для решения задач оперативной диагностики САУ.