Мета. Розробка методу оптимального налаштування ПІ-регуляторів, яка дає змогу врахувати вимоги щодо обмежень у процесі регулювання та забезпечити мінімізацію небажаних показників якості автоматичного регулювання. Методика. Для розробки методу у загальному вигляді записано задачу оптимального налаштування ПІ-регулятора. Надалі проведено аналіз елементів, які вона включає. Це дало змогу замінити їх на вимогу мінімізації окремих критеріїв. Розроблено узагальнений критерій, який включає окремі критерії. Крім того, узагальнений критерій включає вагові коефіцієнти, які значно відрізняються між собою за величиною. Це дало змогу створити бажану топологію узагальненого (комплексного) критерію. Результати. У роботі на основі поставленої задачі оптимального налаштування ПІ-регулятора із обмеженнями розроблено метод, який дозволяє забезпечити стійкість автоматичного регулювання, забезпечує виконання обмежень та дозволяє мінімізувати комплексний критерій оптимізації. Реалізація методу пов’язана із MISO-функцією, яка мінімізується у процесі розрахунків і яка ґрунтується на математичній моделі об’єкта регулювання. Метод не накладає жорсткі вимоги на математичні властивості задачі (наприклад, на неперервність оптимізаційних критеріїв). Наукова новизна. Вперше розроблено метод оптимального налаштування ПІ-регуляторів із врахуванням обмежень, який може бути використаний для об’єктів регулювання довільного порядку. Крім того, метод дозволяє виконувати мінімізацію декількох оптимізаційних критеріїв за умови, що важливість кожного з них може бути оцінена деяким чисельним показником. Розроблений метод дає змогу врахувати умови стійкості при регулюванні. Крім того, він може бути узагальнений для ПІД-регуляторів та автоматичних регуляторів довільної структури (у тому числі нелінійних). Практична значущість. Встановлено значне зменшення показника середньоінтегральної похибки для випадків застосування розробленого методу у порівнянні з іншими інженерними методами налаштування ПІ-регуляторів (порівняння проведено із тими методами, які дозволяють отримати нульове перерегулювання протягом відпрацювання уставки). Наприклад, для об’єкта, який описується передаточною функцією G(s)=1/(s+1)2 середньоінтегральна похибка зменшилась у 1,87…3,14 рази, для об’єкта який має передаточну функцію G(s)=1/(s+1)3 цей критерій зменшився у 1,32…2,10 рази. Метод може бути застосований також для мінімізації інших небажаних показників інтегрального або позиційного типу.
- Åströn K.J. Advanced PID control / K.J. Åströn, T.Hägglund // ISA: The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2006. – 460 p.
- Денисенко В.В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Часть 1 / В.В. Денисенко // Современные технологии автоматизации. – 2006. – № 4. – С. 66-74.
- Ziegler J.G. Optimum settings for automatic controllers / J.G. Ziegler, N.B. Nichols // Transactions of the ASME. – 1942. – Vol. 64. – P. 759–768.
- O’Dwyer. Handbook of PI and PID controller tuning rules / O’Dwyer. // Ireland: Imperial College Press. – 3rd edition. – 2009. – 623 p.
- Beginner's search https://depatisnet.dpma.de/DepatisNet/depatisnet?action=einsteiger (доступ 09.03.2019)
- Romasevych Yu. A Novel Multi-Epoch Particle Swarm Optimization Technique / Yu. Romasevych, V. Loveikin // Cybernetics and Information Technologies – 2018. – 18(3) – P. 62-74.
- Romasevych Yu. PI-controller tuning optimization via PSO-based technique / Yu. Romasevych, V. Loveikin, S. Usenko // PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY – R. 95 NR 7/2019. – P. 33-37.
- Åströn K.J. Benchmark Systems for PID Control / K.J. Åströn, T. Hägglund // International Federation of Automatic Control – 2000. – P. 165-166.
- Åström K.J. PID Controllers: Theory, Design and Tuning / K.J. Åström, T. Hägglund // Instrument Society of America NC.: Research Triangle Park, 2 edition. – 1995. – 344 p.
- Chien K.L. On the automatic control of generalized passive systems / K.L. Chien, J.A. Hrones, J.B. Reswick // Transaction of the ASME. – 1952. – Vol. 74. – No.2 – P. 175- 185.
- Eriksson L. Control Design and Implementation of Networked Control Systems / L. Eriksson // Licentiate thesis’ Department of Automation and Systems Technology, Helsinki University of Technology. – 2008. – 118 p.