Realizacja adaptacyjnego algorytmu wstecznego całkowania w układzie sterowania poziomem cieczy

Artykuł dotyczy realizacji adaptacyjnego algorytmu wstecznego całkowania w czasie rzeczywistym, w układzie sterowania o konfiguracji rozproszonej. Przedstawiono ideę, rozwój oraz strukturę adaptacyjnego algorytmu wstecznego całkowania (ang. adaptive backstepping). Wyprowadzono prawo sterowania i zamieszczono badania symulacyjne dla zadania stabilizacji poziomu cieczy w kaskadowo połączonym układzie zbiorników. Wyniki otrzymane w układzie rzeczywistym pokazują efektywność działania zrealizowanego algorytmu i potwierdzają celowość jego implementacji na regulatorze DCS.

The paper presents results of implementation of an adaptive backstepping algorithm for controller design in a distributed control system (DCS). The first part (Section 1) describes the idea the of adaptive backstepping algorithm [7, 8]. The next section presents the controlled system described by Eqs. (1, 2) (Fig. 1) and a control algorithm (3-16) stabilizing the liquid level x2 on setpoint y. The Lyapunov method was used for deriving control laws. The complete control algorithm with parameter adaptation rules for adjustment of the valves characteristics (Fig. 2) is given by (17-22, 24). Parameters k1 and k2 used in the algorithm were tuned in Simulink. The simulation results are shown in Figs. 3, 4. The real time results (Figs. 5, 6) prove the algorithm effectiveness and confirm usability of its implementation in a DCS controller. The Simulink file, the control program for a controller VE3006 realized in the environment DeltaV (fhx) and screen shots showing that implementation of the described control is not a difficult task, are available at: http://zts.p.lodz.pl/zasoby/marcinjastrzebski/pak2011.zip.