Výkonnost, robustnost a implementace regulátorů pro průmyslové řízení

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá problematikou moderního postupu při návrhu regulačních algoritmů vhodných pro řízení SISO průmyslových zařízení. Popsána je metodika návrhu regulátorů pomocí smíšené citlivostní funkce. Tato metoda spočívá v tvarování frekvenčních charakteristik citlivostní funkce a komplementární citlivostní funkce pomocí váhových funkcí. Navržené H regulátory jsou srovnány s klasickou strukturou PID regulátoru s filtrací derivační složky. Navržené regulátory jsou srovnány z pohledu robustnosti, výkonnosti, složitosti návrhu a požadavků nutných k jejich praktickému nasazení (anti-windup, beznárazové přepínání). Robustnost regulátorů je zhodnocena na základě zásoby stability v modulu. Parametry modelu jsou získány metodou nejmenších čtverců. Navržený řídicí systém je složen z Průmyslového PC a Automation Panelu od firmy B&R, decentralizovaného systému vstupů a výstupů a reálné soustavy. Vizualizace pro řídící pracoviště byla vytvořena v Automation Studiu. Tato vizualizace slouží k přehlednému podávání informací z řízeného procesu.This master‘s thesis deals with the design of modern process control algorithms suitable for SISO industrial control equipments. In this thesis the analysis of the controller design methodology using Mixed-sensitivity function is described. This method consists in shaping frequency characteristics of the sensitivity function and complementary sensitivity fiction using the weighting functions. The proposed H controllers are compared with the classical structure of a discrete PID controller with filtered derivative part. The proposed controllers are compared in terms of robustness, performance, complexity of the design and requirements necessary for their practical application (anti-windup, smooth switchover). Robustness of the controller is evaluated on the basis of modulus stability margin. Estimation of model´s parameters is solved least-square method. The proposed control system consists of an industrial PC and Automation Panel from the company B&R, decentralized system I/O and the real plant. Visualization for control workplace was created in the program Automation studio. This visualization is used to the easy transfer of information from a controlled process.