ОПТИМАЛЬНІ П/ПІ-РЕГУЛЯТОРИ ДЛЯ ОДНОКОНТУРНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2026-1(56)-171-182Ключові слова:
одновимірний об’єкт, модель, передавальна функція, критерій якості, П/ПІ-регулятор, рівняння РіккатіАнотація
На теперішній час для автоматичного керування технологічними процесами в нафтогазовій промисловості широко застосовують промислові ПІ/ПІД-регулятори. Основною проблемою проєктування систем автоматичного керування з ПІ/ПІД-регуляторами є визначення параметрів налаштування таких регуляторів, виходячи із умови стійкості і забезпечення необхідних показників якості процесу керування.
Інший підхід до синтезу П/ПІ-регуляторів ґрунтується на використанні принципу максимуму з квадратичним критерієм якості процесу керування. Така задача успішно вирішується для багатовимірних систем, які мають однакову кількість входів і виходів та об’єкт має властивість спостережливості. За таких умов отриманий алгоритм оптимального керування є функцією змінних стану об’єкта.
При проєктуванні одновимірних систем за принципом максимуму безпосередньо вимірюється тільки одна координата об’єкта (вихідна величина). Оскільки для синтезу оптимального П/ПІ-регулятора за принципом максимуму необхідно мати таку кількість ординат об’єкта (змінних стану), яка визначена порядком передавальної функції керованого об’єкта, то актуальною науковою задачею є визначення нових підходів до проєктування оптимальних П/ПІ-регуляторів для одновимірних систем зі змінними стану об’єкта.
Завантаження
Посилання
1. Borase, R. P., Maghad, D. K., Sondkar, S. Y., & Pawar, S. N. (2020). A review of PID control, tuning methods and applications. International Journal of Dynamics and Control. https://doi.org/10.1007/s40435-020-00665-4
2. Joseph, S. B., Dada, E. G., Abidemi, A., Oyewola, D. O., & Khammas, B. M. (2022). Metaheuristic algorithms for PID controller parameters tuning: review, approaches and open problems. Heliyon, 8(6), Article e09399. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09399
3. Horbiichuk, M. I., & Pistun, Y. P. (2010). Chyslovi metody i modeliuvannia na EOM: navchalnyi posibnyk [Numerical methods and computer modeling: Educational manual]. IFNTUNG. (in Ukrainian)
4. Jayachitra, A., & Vinodha, R. (2014). Genetic algorithm based PID controller tuning approach for continuous stirred tank reactor. Advances in Artificial Intelligence, 2014, Article 791230. https://doi.org/10.1155/2014/791230
5. Cao, F. (2020). PID controller optimized by genetic algorithm for direct-drive servo system. Neural Computing and Applications, 32(1), 23–30. https://doi.org/10.1007/s00521-018-3739-z
6. Ribeiro, J. M. S., Santos, M. F., Carmo, M. J., & Silva, M. F. (2017). Comparison of PID controller tuning methods: Analytical/classical techniques versus optimization algorithms. 2017 18th International Carpathian Control Conference (ICCC), 439–444. https://doi.org/10.1109/CarpathianCC.2017.7970458
7. Niu, B., & Wang, H. (2012). Bacterial colony optimization. Discrete Dynamics in Nature and Society, 2012, Article 698057. https://doi.org/10.1155/2012/698057
8. Sagban, R. H. A., Marhoon, H. A., & Alubady, R. (2020). Hybrid bat-ant colony optimization algorithm for rule-based feature selection in health care. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), 10(6), 6655–6663. http://doi.org/10.11591/ijece.v10i6.pp6655-6663
9. Shami, T. M., El-Saleh, A. A., Alswaitti, M., Al-Tashi, Q., Summakieh, M. A., & Mirjalili, S. (2022). Particle swarm optimization: A comprehensive survey. IEEE Access, 10, 10031–10061. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3142859
10. Nie, Z.-Y., Li, Z., Wang, Q.-G., Gao, Z., & Luo, J. (2021). A unifying Ziegler–Nichols tuning method based on active disturbance rejection. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 31(17), 5848. https://doi.org/10.1002/rnc.5848
11. Bharat, S., Ganguly, A., & Chatterjee, R., et al. (2019). A review on tuning methods for PID controller. Asian Journal of Convergence in Technology, 5(1), 1–4.
12. Petersen, I. R., & Hollot, C. V. (1986). A Riccati equation approach to the stabilization of uncertain linear systems. Automatica, 22(4), 397–411.
13. Honcharenko, B. M., Lobok, O. P., & Sliezenko, A. M. (2014). Ohliad metodiv ta oblastei analitychnoho konstruiuvannia optymalnykh rehuliatoriv dlia statsionarnykh i nestatsionarnykh bahatovymirnykh obiektiv keruvannia [Review of methods and fields of analytical design of optimal controllers for stationary and non-stationary multidimensional control objects]. Kharchova Promyslovist, (15), 149–154. (in Ukrainian)
14. Dorf, R. C., & Bishop, R. H. (2017). Modern control systems. Pearson Education, Inc.
15. Sementsov, H. M., Horbiichuk, M. I., Chekhovskyi, S. A., & Zhuhan, L. I. (1992). Avtomatyzatsiia protsesiv pererobky nafty ta hazu: navchalnyi posibnyk [Automation of oil and gas processing industries: Educational manual]. Svit. (in Ukrainian)
16. Horbiichuk, M., Vasylenchuk, M., Yednak, I., & Lahoida, A. (2025). Devising a combined method for setting PI/PID controller parameters for oil and gas facilities. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(2-133), 85–95. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.322424
17. Horbiichuk, M. I., Yednak, I. S., & Pylypchuk, Y. V. (2025). Syntez optymalnoi systemy avtomatychnoho keruvannia protsesom nyzkotemperaturnoi separatsii [Synthesis of the optimal system of automatic control of low-temperature separation process]. Elektromekhanichni i enerhozberihaiuchi systemy, (2-69), 32–40. https://doi.org/10.32782/2072-2052.2025.2.69.4 (in Ukrainian)
18. Astrom, K. J., & Wittenmark, B. (1997). Computer-controlled systems. Theory and design. Prentice Hall.
.png)
