Модальное управление процессами дозирования в среде пространства состояний и вейвлет-преобразований

На примере системы управления технологическими процессами дозирования в смесеприготовительных агрегатах представлены и описаны необходимые положения для проектирования и рабочего функционирования автоматизированных систем модального управления. Объекты исследования — структура блока дозирующего устройства и переходные процессы при дозировании. Предметом исследования являются вопросы проектирования и создания автоматизированной системы модального управления (АСМУ), функционирующей в режиме перестраиваемых параметрически нестационарных по частоте переходных процессов (ПП). При этом скалярные сигналы материалопотоков расхода дозирующих устройств (ДУ) формируются в терминах пространства состояний (в формате внутренних моделей «вход–состояние–выход»), а мониторирование этих процессов производится во время-частотной вейвлет-среде. Последнее позволяет проводить анализ протекающих в АСМУ процессов на семантически прозрачном и информационно насыщенном уровне. Представлены параметры (скважности) Фурье-модели сигналов дискретного дозатора, от которых зависит характер процесса дозирования. Сформирована модель блока дозаторов в терминах пространства состояний. Рассмотрены $1 D$-сигналы расхода и их отображения в виде время-частотных распределений ($W$-карт). Разработана новая концепция модального управления расходом блока дозирующих устройств смесеприготовительного агрегата путем введения понятия параметрической нестационарности внутренней среды дозирующих устройств, учитывающей варьирование многомерного коэффициента обратной связи по состоянию в режиме реального времени в ходе переходных процессов в системе, причем с целью экспериментальной оценки параметров (здесь: постоянных времени) переходных процессов последние определяются по отображениям сигналов расхода на $W$-картах. Используемая в системе вейвлет-среда оперирует время-частотными распределениями класса Коэна (преобразованиями Вигнера–Вилля и Чуи–Уилльямса). Сочетание моделей ПП в терминах пространства состояний и их представление в формате распределений Вигнера позволяет оценивать, задавать и переназначать параметры внутренней структуры объекта управления (отдельного дозатора или блока дозирующих устройств) в режиме реального времени с целью достижения эффекта стабилизации расхода ингредиентов в номинальном режиме на предсмесительной стадии. Возмущенные режимы представлены в виде процессов, восстанавливающих номинальные режимы (так называемые обратные ПП). Разработана и описана процедура реализации алгоритма модального управления процессом дозирования, в том числе технология принудительной локализации и релокализации полюсов объекта в условиях нестационарных процессов в системе «исполнительный механизм – ДУ», на примере дозатора непрерывного действия в возмущенном режиме при сбросе нагрузки (при нисходящем обратном переходном процессе). Для данного режима представлен расчет нестационарной матрицы модального регулятора.