|
Рассматриваемые выше различные
методы моделирования в автоматизированных системах теплоснабжения
предполагают относительную неизменность характеристик их элементов. Но так
как любая функционирующая система находится в той или иной мере в процессе
развития и реконструкции, а некоторые свойства объекта регулирования за счет
старения, износа и зарастания трубопроводов с течением времени меняются,
возникает необходимость корректировки модели в процессе эксплуатации. Таким
образом, часто оказывается недостаточно построить модель, ее необходимо
подстраивать к конкретному, текущему состоянию объекта регулирования. Такой
подход может быть реализован с помощью методов адаптивного управления [81].
Динамические свойства некоторых элементов систем
теплоснабжения определяются факторами, доступными прямому измерению
(температура, давление и т. п.). Если известно, как должен настраиваться
регулятор в зависимости от этих факторов, можно применять прямой метод
настройки или адаптацию по разомкнутому циклу. В этой схеме адаптации сигналы
обратной связи, идущие от замкнутого контура управления к регулятору,
отсутствуют.
Однако рассматриваемый подход целесообразно применять
только для тех элементов системы теплоснабжения, которые не подвержены
случайным возмущениям, а их параметры точно известны. В качестве таких
элементов могут выступать отдельные подсистемы теплоснабжения.
В случае регулирования внутренней температуры в здании
необходима настройка модели с обратной связью или адаптация по замкнутому
циклу. Здесь обратной связью может быть внутренняя температура. Однако ее измерение
связано с рядом трудностей, например выбором представительных помещений,
учетом радиационной составляющей и др. Кроме того, требуется оперативно
передавать величину внутренней температуры на автоматизированный
диспетчерский пункт с устройством линий связи и соответствующих приборов.
Другим параметром, способным выступать в роли обратной
связи, является температура обратного теплоносителя, например на выходе из
абонентского ввода. Эта температура легко измеряется и содержит в себе в
интегрированном виде информацию о работе системы отопления здания в целом.
При адаптивном управлении основное внимание уделяется
методам текущей идентификации в реальном времени. Разработан ряд рекуррентных
алгоритмов идентификации, среди которых можно отметить следующие.
Рекуррентный метод наименьших квадратов. Применим при
малых отношениях интенсивности шума к полезному сигналу, в противном случае
дает сильно смещенные оценки параметров. Отличается надежной сходимостью
оценок. Требует относительно небольшого объема вычислений.
Обобщенный рекуррентный метод наименьших квадратов. Если
справедлива модель шума, то он применим при более высоких отношениях шума к
сигналу. На начальном этапе оценки сходятся медленно. Иногда наблюдается
расходимость оценок.
Требует несколько большего объема вычислений по сравнению
с предыдущим методом.
Рекуррентный метод вспомогательных переменных. Обеспечивает
достаточно высокую точность оценок параметров. Для ускорения сходимости на
начальном этапе рекомендуется использовать первый метод. Объем вычислений
больше по сравнению с первым методом.
Рекуррентный метод максимального правдоподобия. Если
справедлива модель шума, то он обеспечивает высокую точность оценок
параметров. На начальном этапе оценки сходятся медленно. Расходимость
наблюдается реже, чем во втором методе. Требует большего объема вычислений,
чем все предыдущие методы.
Метод стохастической аппроксимации. Приемлемая
точность оценок достигается лишь при очень большом числе измерений.
Сходимость определяется выбором параметра а. Объем вычислений невелик.
При небольшой продолжительности измерений и шуме высокой
интенсивности все методы, исключая последний, обеспечивают примерно
одинаковое качество оценок параметров. Ввиду этого предпочтение обычно отдают
первому, поскольку он проще других методов идентификации и гарантирует
надежную сходимость оценок.
Как известно, при достаточно точном расчете фактической
температуры воздуха в отапливаемых помещениях возможны определение
относительных расходов теплоты на отопление, а также количественная корректировка
тепловых режимов в здании.
Оценивание на основе статистической информации об
изменении величин ta, %г, тз, G может быть произведено с помощью нелинейных
регрессионных методов, например на основе алгоритма Марквардта.
Адаптация коэффициентов а, b, т может быть проведена с
использованием формул (4.52), (4.53), что связано с привлечением значительно
более сложных методов оценивания; она предъявляет особые требования к
планированию экспериментов.
Оценивание a, b, tn в этом случае требует изменения тг,
Тз, G в различных диапазонах, привлечения методов решения некорректно
поставленных задач, тщательного изучения качества полученных оценок. Вместе с
тем применение рассматриваемого подхода позволяет для адаптивных процедур
исключить измерение
|