Вопрос 3. Расскажите о задачах предсказательного управления, в которых используется детерминированная информация об объекте управления.
Детерминированные диагностические устройства СКУЗ ЯР АЭС,
Вначале рассмотрим задачи, которые возникают при контроле и управлении ядерным реактором, если считать, что сигналы, поступающие от датчиков, строго закономерны и не содержат в себе случайных шумов и помех.
Задача управления заключается в том, чтобы знать закон изменения выходного сигнала при заданном законе изменения входного сигнала. Эта задача довольно проста и как говорил бравый солдат Швейк – если на вход машины, выпускающей колбасу, впустить свинью, то на выходе обязательно окажется колбаса.
Однако если попытаться из колбасы получить свинью, т.е. решить обратную задачу, то это, оказывается, не так просто. Однако наука Кибернетика позволяет решить и эту задачу.
Спрашивается – зачем это нужно для практических задач?
Для этой цели мы рассмотрим Рис.9.2, где имеется объект управления с одним заданным входным сигналом ХВХОДА и наблюдаемым одним выходным сигналом УВЫХ.
Допустим, что сигнал УВЫХ отклонился по каким - то причинам от заданного значения и об этом оператору сообщило Предупредительное устройство в виде звукового и светового сигнала.
Оператор должен быстро определить истинную причину этого отклонения и принять решение о снижении мощности или остановке ЯР.
Оказывается для этого нужно создать диагностирующее устройство с передаточной функцией, инверсной объекту управления и подключить его к выходному сигналу ЯР.
В этом случае оператор увидит на выходе диагностического устройства изменение входного сигнала в этот же момент времени поскольку прямая и инверсная передаточные функции сократятся, как показано на Рис.9.2.
Объект управления
с передаточной функцией W
( p )
Диагностирующее
устройство с передаточной
функцией 1/ W(р)
Рис. 9.2. Математическая идея построения идеального диагностирующего устройства.
Для простого объекта управления с одним входным и выходным сигналом эта задача решается сравнительно просто без учёта влияния шумов и помех. Однако даже в случае влияния промышленной помехи возникают трудности борьбы с нею на выходе диагностирующего устройства.
Попробуйте решить эту задачу для объекта, описываемого инерционным звеном типа
W (p ) = 1 / ( 1 + p T ) c помощью типовых ЛАФЧХ при наличии помехи 50 Гц и Вы увидите, что по отношению к полезному сигналу низкой частоты помеха будет во много раз превышать выходной сигнал диагностирующего устройства.
На этом принципе работают приборы “ Реактиметры “ для вычисления реактивности ЯР но на малых уровнях мощности, в которых не учитываются обратные связи по реактивности. Если создать реактиметр для энергетического ЯР, то необходимо моделировать его динамику.
Эта тема может служить дипломной работой и предметом патентования.
Однако успешность решения этой задачи связана с точностью описания математической модели объекта управления или с задачей Идентификации объекта.
В отличие от выше описанной первой задачи диагностики, вторая задача – идентификации гораздо сложнее. Она требует создания управляемой модели динамики реактора, как показано на Рис.9.3.
Метод опорной модели для Идентификации характеристик объекта .
Объект управления,
например, реактор.
Реактивность Р РН Реактора
Следящая
астатическая
система для
сведения к нулю разности
РН -РМ
Автоматически
настраиваемая
модель реактора
РМ Модели
Р
еактивность
М
Рис. 9.3. Самонастраивающаяся математическая модель реактора, которая может использоваться сразу для решения двух задач: а) измерения реактивности ( если модель реактора известна ) и б) для определения динамических характеристик реактора по отклонениям реактивности реального реактора и математической модели.