A method for finding the optimal PID controller settings is proposed, which takes into account all the shortcomings of the most common engineering methods for finding controller settings. The method is characterized by: simplicity and versatility, which allows determining the optimal controller settings for one iteration; highly accurate identification of the control object, taking into account its nonlinearity, does not require an active experiment, provides improved dynamic properties of systems. Tuning parameters of controllers are found by the proposed method of finding the optimal settings of the controller and the most common engineering methods for finding the settings of controllers for ACS control objects in the production of nitric acid. In addition to the examples given, a number of control objects with varying degrees of oscillation and inertia are investigated. A comparative analysis of the proposed method with the most common engineering methods for finding controller settings for ACS control objects in the production of nitric acid is performed. The analysis shows that the controller parameters found by the proposed method significantly improve the dynamic properties of the system (the overshoot decreased by 10 times, the regulation time decreased by about 30 %, the static and dynamic errors decreased by 2–3 times).
The object of this study is an effective approach to designing automatic control systems with a model of complex technological processes, which include interrelated and complementary stages from the formulation of the task to the implementation of the control system at the facility. It includes a set of measures, starting with the analysis of the process in its hardware design with the construction of an information and logical scheme to the development of all types of security and commissioning. The main problem in the implementation of a control system with a technological process model is the limited ranges of adequacy of mathematical models. Therefore, when changing the load on the unit, changing external and internal perturbations, it is necessary to constantly ensure the necessary level of adequacy of the models. It is proposed to use a combined model as a mathematical model of the control object, combining the advantages of analytical and experimental-statistical models. This makes it possible to significantly expand the information base of the resulting model. A simple and effective iterative algorithm for calculating this model is also proposed. It includes sequential steps to determine the parameters of the model by basic dependences (the deterministic part of the model), followed by clarifying them according to the current data from the object (experimental statistical part of the model). The effectiveness of the approach is confirmed by the example of ASC TP of the ammonia synthesis column. By improving the accuracy of determining the control parameters and narrowing the range of their change around the optimal value, the volume of ammonia release increases by 5–8 %. The application of the described approach on the example of the development of an automatic control system for the technological process of ammonia synthesis confirmed the economic feasibility of implementing the proposed solutions
Власенко Виктория Ивановна, кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии и конструирования швейных изделий, Киевский национальный университет технологий и дизайна, Украина.
У роботі запропонований алгоритм роботи системи керування з моделлю трьохполичним газовим реактором у виробництві аміаку. Мета оптимального управління газовим трехполочним реактором полягає в тому, щоб перерозподілити циркуляційний синтез-газ для досягнення максимального ступеня конверсії, і, відповідно, максимальної концентрації цільового компонента.Для вирішення поставленого завдання в даній роботі пропонується розробити математичну модель і вирішити оптимізаційних задач. На першому етапі розробляється детермінована модель. Незважаючи на її невисоку точність, вона дає можливість оцінити вид критеріальної функції в широкому діапазоні зміни аргументів з урахуванням її багатоекстремальності, і виділити область глобального екстремуму. На другому етапі виконується адаптація моделі на основі експериментальних даних, одержаних з об'єкта управління, на основі імовірнісних методів. Це дозволяє забезпечити точність модельованих параметрів за рахунок природного обліку всіх збурюючих впливів. Створення адекватної моделі має на увазі облік нелінійності залежностей вихідних параметрів процесу від вхідних. Це неминуче призводить до збільшення ступеня рівнянь, якими описується об'єкт управління. Використання рівнянь високих порядків істотно ускладнює процес оптимізації - пошук оптимальних значень параметрів технологічного процесу. У більшості випадків доводиться вдаватися до наближених рішень, що знижує точність розробляється моделі. Результатом рішення оптимізаційної задачі в алгоритмі роботи системи управління з моделлю трьохполичного газового реактора для заданого навантаження на агрегат (Fц.г. = сonst) є оптимальні значення витрат синтез-газу по фізичних каналах «холодних» байпасів. Таким чином, запропонований алгоритм складається із двох етапів: перший – пошук наближеного розв'язку й перехід об'єкта керування в область близьку до оптимальної; другий – тонке підстроювання оптимальних значень із використанням пошукового алгоритму.