Cap 3 - Sisteme Multimodel (1)

1C3: Sisteme multimodel.

Implementarea Sistemelor de Conducere pentru

Mediul Industrial - ISCMI

Cuprins:

Introducere

Arhitectura si problematica unui sistem multimodel (MM)

Determinarea numarului optim de modele algoritmi de reglare

Selectarea celui mai adecvat modelul

Comutarea algoritmilor de reglare

Variante de structuri MM

21. Introducere

C3: ISCMI Sisteme multimodel

Modele diferite ?

Regimuri diferite

31. Introducere


Sistem adaptiv?

Regimuri diferite

Identificare in BI!!!

Reproiectare algoritm!!!

Dificil!!!

Dificil!!!

41. Introducere


Solutia adaptiva clasica este foarte pretentioasa

si dificil de implementat corect !!!

Regimuri diferite identificate!!! Modele diferite identificate !!!

Relaxare!!!

Multi-model sau multi-controller!!!

51. Introducere


Alte exemple:

6C3: ISCMI Sisteme multimodel

2. Arhitectura si problematica unui sistem multimodel

(MM)Semnificaia blocurilor i mrimilor este urmtoarea:

PROCES reprezint procesul fizic ce trebuie condus;Blocul de calcul al comenzii este componenta sistemului ce are rolul evalurii comenzii destinate procesului;

Blocul de identificare al strii sau poziiei sistemului componenta ce d informaii blocului de calcul al comenzii

n vederea realizrii unei comenzi adecvate;

Mod. 1, Mod. 2, Mod. N reprezint modelele diferitelor puncte sau regimuri de funcionare identificate ntr-o faz

anterioar funcionrii sistemului;

Alg. 1, Alg. 2, Alg. N reprezint algoritmii de reglare proiectai pentru controlul procesul n N puncte de

funcionare;

COMUTATOR(ul) este blocul destinat comutrii sau mixrii comenzilor generate de algoritmii de reglare;

SELECTOR(ul) este blocul care recunoate i identific starea sistemului fizic utiliznd criterii i algoritmi adecvai

ce prelucreaz informaiile furnizate de modelele acestuia,

de referina sistemului etc.;

y reprezint ieirea procesului fizic;y1, y2, yN ieirile modelelor asociate cu cele N puncte (regimuri) de funcionare;

u comanda generat de Blocul de calcul al comenzii;u1, u2, uN comenzile calculate de algoritmii de reglare;r reprezint referina sau traiectoria sistemului;p perturbaiile ce acioneaz asupra procesului fizic.


2. Arhitectura si problematica unui (MM)

Sisteme cu neliniariti ce nu pot fi conduse cu un singur algoritm de reglare,

orict de complex ar fi acesta;

Sisteme cu regimuri de funcionare diferite a cror funcionare presupune

existena unor regimuri diferite, ce nu

permit utilizarea unui algoritm de control

unic, sau utilizeaz un algoritm foarte

complex ce ridic probleme deosebite la

implementare.

Aplicabilitatea sistemelor MM



studierea procesului fizic;ncadrarea sistemului n clasa corespunztoare;identificarea modelelor;proiectarea algoritmilor de reglare;proiectarea selectorului;proiectarea comutatorului;implementarea (fizic).

Metodologia de proiectare a sistemelor multimodel



Identificarea modelelor, strilor sau regimurilor este fcut

cu metode ce se preteaz procesului respectiv: algoritmi

pentru identificarea funciei de transfer, algoritmi pentru

identificarea modelului neural etc.


???

Proces

10



Proiectarea algoritmilor de reglare este realizat cu

metode adecvate modelelor obinute astfel nct s fie

asigurate performanele impuse ntregului sistem (ncepnd

cu stabilitate i continund cu viteza de rspuns,

suprareglaj etc.).


Model

PerformanteAlgoritm

11



Proiectarea comutatorului trebuie s asigure o trecere fr

ocuri de la comanda generat de algoritmul activ la cea a

celui desemnat a fi mai adecvat strii curente.


12



Implementarea ntregului sistem multimodel presupune

agregarea componentelor proiectate anterior i realizarea

legturilor informaionale astfel nct s fie asigurat o

funcionare corect n timp real, cu respectarea

performanelor generale impuse stabilitate, viteza de

rspuns etc.


1313



Ideea de baza este de a pastraperformantele realizate cat mai aproape

de cele proiectate.

Sistemul MM este un caz particular de sistem adaptiv direct ;

Algoritmii proiectati anterior utilizariidau sistemului o anumita siguranta in

stabilizarea sistemului.

Intre punctele de identificare-proiectare a algoritmilor de reglare are loc o degradare

a performantelor.

Observatii !!!

14


3. Determinarea numarului optim de modele (MM)

Liniarizarea pe poriuni

a unei caracteristici

neliniare

Procese cu neliniaritati

15



Liniarizarea pe poriuni

a unei caracteristici

neliniare

Procese cu neliniaritati

16



Determinarea

regimirilor si a

diferentelor

Procese cu regimuri de functionare diferite

17


3. Selectarea celui mai bun model - algoritm

(Balakrishnan, 1996), (Narendra and Balakrishnan, 1997)

Erori de model i criterii de performan

kykyk ii

k

j

i

jk

ii jeekkJ1

22

Perturbatii

18




kykyk ii

k

j

i

jk

ii jeekkJ1

22

= 1 i =0 pentru sisteme rapide;performane bune la schimbarea regimului de funcionare

sensibil la perturbaii;

= 0 i =0 pentru sisteme lenteperformane slabe la schimbarea regimului de funcionare

performane bune la perturbaii.

19




k

j

i

jk

ii jeekkJ1

22

evaluarea continu a rspunsului modelelor procesului (un efort

de calcul mare);

evaluarea criteriilor de performant - care necesit efort de calcul

i de memorie pentru implementarea structurii integrale

realizat, n general, cu ajutorul unei ferestre de timp mobila.

20



Metode mai simple

Punctul de funcionare este determinat de referina sistemului

care este modificat, n general, de un operator!!!

Valoare referinta

Zona de functionare

Identificare - model sau regim

Cap 3 - Sisteme Multimodel (1)

Documents

Transcript of Cap 3 - Sisteme Multimodel (1)