Software & Systems

В настоящее время возрастает сложность систем управления электроэнергетическими процессами, что влечет за собой повышение сложности их моделирования. При этом все более значимую роль играют существенно-нелинейные характеристики данных систем, которые трудно формализуемы и неоднозначны.

Отсутствие в процессе моделирования спо- собов учета существенных нелинейностей уве- личивает погрешность результатов, что требует дополнительных средств отладки систем авто- матики объекта. Кроме того, увеличиваются сроки проектирования и разработки, становится необходимым привлечение высококвалифицированных специалистов различного профиля (програм- мисты, инженеры по знанию предметной облас- ти и т.д.)

Стремление к уменьшению влияния отмеченных факторов в процессе моделирования сложных электроэнергетических систем с типовыми существенными нелинейностями вида гистерезисной петли, люфта, нечувствительности и неоднозначности характеристик элементов систем управления привели к необходимости совершенствования специализированного объектно-ориентированного программного инструментария OUR-CAD для проектирования таких систем.

Применение объектно-ориентированного инструментария моделирования (ООИМ) достигается решением следующих двух классов задач.

1. Обеспечение визуального интерфейса между проектировщиком, обладающим знаниями в предметной области управления объектом, с одной стороны, и формой представления этих знаний – с другой.

Реализация этой задачи приводит к необходимости решения следующих подзадач:

-     разработка специального способа линеаризации существенно-нелинейных систем и разработки инструментальных библиотечных элементов нелинейностей;

-     интеграция нелинейной части с остальными элементами системы в виде передаточных функций;

-     реализация методов трансляции формализованных моделей знаний о характеристиках элементов в формат, пригодный для моделирования в вычислительной среде и последующего программирования средств управления.

2. Осуществление вывода на основе предлагаемого программного инструментария на базе OUR-CAD и исходных данных, предоставленных профессиональными специалистами предметной области.

Решение задач достигается:

-     разработкой моделей возможных нелинейностей в виде передаточных функций, обеспечивающих требуемую точность вычислений;

-     разработкой средств пользовательского интерфейса с учетом объектно-ориентированных структур предметной области.

Решение перечисленных задач ООИМ для моделирования нелинейных систем управления возможно благодаря интеграции в нем систем, приведенных в таблице.

На рисунке представлена схема информационных потоков между компонентами ООИМ по построению АСУ ТП при разработке структур, связанных с исследованием влияния типовых существенных нелинейностей на процесс управления.

Разрабатываемые методы компьютерной линеаризации нелинейных систем управления за счет создания библиотек инструментальных средств для моделирования типовых нелинейностей типа гистерезисной петли, люфта, нечувствительности, ограничителя амплитуды и тому подобного позволяют ускорить процессы проектирования и программирования средств автоматизации для объектов управления с существенными нелинейностями.