Реализация метода Симою для моделирования переходных процессов объекта управления

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе на основе экспериментальных данных исследованы переходные процессы в системе регулирования. Построение передаточной функции объекта регулирования с использование метода Симою реализовано средствами языка Python. Модель системы управления объектом, подбор регулятора и его настроек реализованы средствами среды моделирования SimInTech. В рамках проведенного исследования разработаны и протестированы методологические подходы к формированию передаточных функций объектов регулирования, представленных в виде полиномиальных выражений различной степени сложности, начиная с полиномов первой степени в числителе и второго степени в знаменателе, и завершая полиномами второго степени в знаменателе против третьего степени в числителе. Для построения интерфейса программы Python использована процедура чтения данных в формате CSV, что способствовало упрощению интеграции результатов экспериментальных измерений с аналитическими инструментами, предоставляя мощную платформу для последующего анализа, визуализации и интерпретации полученных передаточных функций. Осуществлены процедуры отладки и оптимизации техники визуализации результатов и оценки погрешностей расчетов, что позволило обеспечить наглядное представление данных и высокую точность полученных передаточных функций. В отличие от известных аналитических исследований в области дифференциальных уравнений, описывающих переходные процессы, использование численных методов, реализованных средствами библиотек Python и сред программирования, в частности SimInTech, позволяет упростить анализ переходных процессов объектов регулирования.

Об авторах

Виктор Степанович Артемьев

Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова

Автор, ответственный за переписку.
Email: electricequipment@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0860-6328
SPIN-код: 8912-5825
Scopus Author ID: 58002154300

старший преподаватель, кафедра информатики

Россия, г. Москва

Алексей Сергеевич Максимов

Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)

Email: maksimov@mgupp.ru
SPIN-код: 7284-7751

кандидат технических наук, профессор, кафедра информатики и вычислительной техники пищевых производств

Россия, г. Москва

Список литературы

  1. Дубовиков Е.Н., Шабалов В.А. Технологии разработки веб-приложения для анализа и синтеза систем автоматического управления на языке Python // Экономика и управление в XXI веке: наука и практика. 2017. № 4. С. 262–267.
  2. Сиротин Д.Г., Алиев В.К., Пахомов Р.А. Расчет коэффициентов передаточной функции регулятора расхода газа на линии подачи ДЭГ в абсорбер на установке комплексной подготовки газа № 9 Уренгойского газоконденсатного месторождения // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). 2016. № 1. С. 67–81.
  3. Стельмащук С.В. Определение момента инерции электропривода по кривой разгона методом Симою // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 6. С. 103–113.
  4. Xusanov S.N. Construction of transfer functions as a drying process control object // Innovative Technologies. 2023. Vol. 52. No. 4-1. Pp. 88–93.
  5. Михеев Г.М., Ефремов Л.Г., Баталыгин С.Н., Пулин А.Н. Эффективность применения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена взамен токопровода из алюминиевых шин // Вестник Чувашского университета. 2010. № 3. С. 235–240.
  6. Волгин В.В. Методы расчета систем автоматического регулирования: учеб. пособие. М.: Изд-во МЭИ, 1972. 192 с.
  7. Ремесленников Д.В., Стафейчук Б.Г. Применение метода Нелдера–Мида для получения математической модели типовых объектов регулирования в среде программирования, реализованной на языке программирования Python // Химия. Экология. Урбанистика. 2021. Т. 4. С. 300–304.
  8. Лисиенко В.Г., Ижевский Р.П., Чесноков Ю.Н. и др. Построение математической модели технологических объектов по нормированной переходной характеристике с применением различного программного обеспечения // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве: сб. докл. IX Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (TИМ’2021) с междунар. участием (Екатеринбург, 13–14 мая 2021 г.). Екатеринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2021. С. 251–257.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Кривая разгона объекта регулирования

Скачать (265KB)
3. Рис. 2. Передаточные функции и экспериментальная кривая разгона объекта управления

Скачать (134KB)
4. Рис. 3. Схема объекта регулирования: 1 – тепловой объект; 2 – центробежный вентилятор; 3 – заслонка; 4 – шкала; 5 – игла; 6 – термопара; 7 – ЛАТР; 8 – вольтметр

Скачать (138KB)
5. Рис. 4. Фрагмент кода для чтения файла

Скачать (406KB)
6. Рис. 5. Пример списка вывода

Скачать (62KB)
7. Рис. 6. Фрагмент кода для преобразования строковых элементов

Скачать (119KB)
8. Рис. 7. Фрагмент кода для вычисления площадей методом Симою

Скачать (178KB)
9. Рис. 8. Пример массива площадей

Скачать (36KB)
10. Рис. 9. Фрагмент кода для вычисления коэффициентов передаточной функции

Скачать (51KB)
11. Рис. 10. Фрагмент для построения графика и график кривой разгона

Скачать (239KB)
12. Рис. 11. Фрагмент для вычисления ошибки аппроксимации

Скачать (80KB)
13. Рис. 12. Модель объекта управления

Скачать (45KB)
14. Рис. 13. Настройка свойств объекта «передаточная функция общего вида»

Скачать (164KB)
15. Рис. 14. График кривой разгона объекта регулирования

Скачать (292KB)
16. Рис. 15. Модель ПИД-регулятора

Скачать (204KB)
17. Рис. 16. Переходные процессы объекта регулирования

Скачать (295KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».