Controlul Adaptiv

Rezumat

Scopul acestei lucrări îl constituie studiul sistemelor de control adaptiv și compararea performanțelor cu reglarea clasică, feedback.

Pentru început se trec în revistă conceptele cu privire la reglarea feedback si cea adaptiva.

Ulterior s-au realizat mai multe aplicații. În primele două s-au efectuat estimări offline ale parametrilor unor sisteme prin metode C.M.M.P (metoda celor mai mici pătrate). Estimarea parametrilor în timp real a sistemului reglat este partea componentă a buclei de ajustare a regulatorului convențional, performanțele controlului de sistem adaptiv fiind determinate de calitatea modelului procesului.

Ultima aplicație s-a efectuat pentru compararea performatelor reglării feedbak cu cele ale reglării adaptive. În acest scop, s-a realizat acordarea unui regulator PID într-o buclă de reglare a pH-ului într-un vas de amestec. S-a utilizat metoda de acordare Ziegler-Nichols pentru sistem la limita de stabilitate. Performanțele obținute arată că sistemul prezintă stabilitate.

Simulările s-au realizat în programul Matlab. Este necesară continuarea studiului cu proiectarea regulatorului necesar pentru realizarea controlului adaptiv știut, fiind dificultăți care caracterizează reglarea pH-ului în practicile industriale frecvent întâlnite în industria chimică și biochimică

Considerații generale

Un sistem de reglare se numeşte adaptiv dacă îşi poate ajusta singur parametrii dinamici ai elementelor de calcul(a regulatoarele în principal) compensând în acest fel modificările parametrilor dinamici ai procesului (sau a altor componente ale „părţii fixe" a sistemului automat).

Reglarea adaptivă este necesară din următoarele două motive principale:

1. Numeroase procese din industria chimică sunt neliniare: ca urmare acordarea optimă a regulatorului „clasic" trebuie refăcută la schimbarea punctului de funcţionare, deoarece parametrii procesului sunt acum alţii.

2. Multe procese din industria chimică sunt nestaţionare, adică au parametrii dinamici variabili în timp, acest comportament se datorează modificărilor unor mărimi ca: activitatea catalizatorilor, coeficienţi de transfer de căldură ca urmare a unor depuneri ş.a.

Un sistem de reglare adaptiv conţine, pe lângă bucla de reglare clasică, „responsabilă” de menţinerea parametrului reglat la valoarea de referinţa, o altă „buclă" care are ca sarcină menţinerea calităţii reglării la schimbarea condiţiilor; calitatea reglării fiind stabilită pe baza unui criteriu ca, de exemplu, integrala pătratului erorii, amortizarea 4/1 etc., bucla suplimentară modifică parametrii dinamici ai regulatorului astfel încât să se menţină valoarea criteriului de optim oricare ar fi parametrii dinamici ai părţii fixe (Element de execuţie + Proces + Aparat de măsură).

Există mai multe tipuri de reglare adaptivă, din care prezentăm în continuare două: reglarea adaptivă programată şi reglarea autoadaptivă.

Reglarea adaptivă programată se mai numeşte şi reglare adaptivă planificată şi este cel mai simplu tip de reglare adaptivă. Pentru utilizarea sa sunt necesare:

- cunoaşterea bună a modelului procesului;

- existenţa unei variabile a procesului din care, prin măsurare, să se permită determinarea schimbărilor parametrilor săi dinamici; această variabilă poate fi chiar parametrul reglat sau o mărime de ieşire secundară.