Projekti / Programi
Hitro prizkušanje naprednih algoritmov vodenja v industrijskem okolju
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.06.03 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
Postopki in orodja za načrtovanje in izvedbo sistemov vodenja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T125 |
Tehnološke vede |
Avtomatizacija, robotika, nadzorno inženirstvo |
| P175 |
Naravoslovno-matematične vede |
Informatika, teorija sistemov |
industrijski sistemi vodenja, napredni regulacijski algoritmi, hitro preizkušanje
Raziskovalci (5)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
16161 |
dr. Samo Gerkšič |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
136 |
| 2. |
20241 |
dr. Gregor Kandare |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
43 |
| 3. |
25655 |
dr. Boštjan Pregelj |
Sistemi in kibernetika |
Mladi raziskovalec |
2007 - 2009 |
128 |
| 4. |
02830 |
dr. Stanislav Strmčnik |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
488 |
| 5. |
12342 |
dr. Damir Vrančić |
Sistemi in kibernetika |
Vodja |
2007 - 2009 |
339 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.724 |
Povzetek
V procesni industriji je mogoče učinkovitost delovanja procesov izboljšati z uporabo naprednejših regulacijskih postopkov. Napredne metode prodirajo v industrijsko prakso počasi zaradi zamudnejše implementacije in težav pri vrednotenju učinkovitosti.
Cilj projekta je razvojno okolje za hitro preizkušanje nabora naprednih regulacijskih metod, ki bo vsebovalo metodologijo eksperimentiranja, programska orodja za hitro preizkušanje regulacijskih postopkov in postopek za ovrednotenje rezultatov. Poudarek bo na študijah konkretnih industrijskih primerov.
Pomen za razvoj znanosti
Med izvajanjem projekta je prišlo do veliko novih idej in rešitev. Med najbolj pomembne lahko štejemo izboljšanje učinkovitosti regulacijskega delovanja za različne tipe regulatorjev (PID, prediktivni in multivariabilni), razvoj metode nastavljanja parametrov regulatorjev za integrirne procese ter nova metoda nastavljanja parametrov regulatorjev, ki temelji na principu enačenja odprtozančnega in zaprtozančnega odziva.
Pri metodi za izboljšanje učinkovitosti regulacijskega delovanja regulatorjev smo nekoliko spremenili originalni optimizacijski kriterij amplitudnega optimuma. Kriterij amplitudnega optimuma (oziroma metoda večkratne integracije) namreč optimizira sledilno in ne regulacijsko delovanje zaprtozančnega sistema. S spremembo smo dosegli znatno izboljšanje regulacijskega delovanja sistemov. Največja izboljšanja smo dosegli pri procesih, ki so dominantno nižjega reda. Metodo lahko uporabimo tako na modelu procesa, kot tudi na časovnem odzivu (z uporabo večkratne integracije).
Nova metoda za nastavljanje parametrov regulatorjev za integrirne procese temelji na spremembi strukture regulatorja. Z ustrezno spremembo strukture regulatorja namreč lahko zadostimo pogojem amplitudne optimalnosti tudi za integrirne procese. S to metodo tako dodatno razširimo paleto procesov za katere lahko uporabimo metodo večkratne integracije. Postopek lahko, tako kot pri prejšnji metodi, uporabimo na modelu procesa ali neposredno na časovih odzivih.
Pri novi metodi za nastavljanje parametrov, ki temelji na principu enačenja, smo poskusili v čim večji meri poenostaviti postopek eksperimentiranja in predhodnega znanja operaterja, hkrati pa čim bolj zmanjšati aktivnost regulatorja. Glavni cilj je bil približati zaprtozančno delovanje regulatorje tistemu pri odprtozančnem poizkusu. Lastnosti predlagane metode so enostavnost izvedbe poizkusa (kjer operater implicitno nakaže želen zaprtozančni odziv) in majhna občutljivost metode na motnje, šume ter nelinearnosti v procesu.
V vseh treh naštetih področjih pričakujemo nadaljevanje raziskovanja in publiciranja.
Pomen za razvoj Slovenije
Eden od glavnih ciljev projekta je razvoj okolja za hitro preizkušanje naprednih algoritmov vodenja. Med slednjimi smo izbrali prediktivne regulatorje (Smithov prediktor in PFC regulator), regulator z vnaprejšnjim vodenjem in multivariabilni regulator. Izbrani regulatorji, skupaj s klasičnimi I, P, PI in PID regulatorji (ki so prav tako del razvojnega okolja) pokrivajo skoraj vse možne zvezne regulacijske sisteme, ki se pojavljajo v industriji.
Prednosti uporabe razvojnega okolja so znatno zmanjšanje potrebnega časa za nastavljanje regulatorjev in preizkus naprednih algoritmov, s tem pa zmanjšanje stroškov, ki so s tem povezani. Pri uporabi razvojnega okolja pričakujemo:
- skrajšanje časa, ki je potreben za izbiro primernega tipa regulacijske zanke,
- skrajšanje časa, ki je potreben za nastavljanje parametrov izbranih regulatorjev,
- izboljšanje kvalitete in učinkovitosti zaprtozančnega vodenja, s tem posredno pa tudi kvalitete proizvodnje, ter
- zmanjšanje števila in časa izpadov proizvodnje zaradi boljše uglašenosti regulacijskih zank.
Zmanjšanje stroškov je odvisno od značilnosti posamezne regulacijske zanke, iz tujih izkušenj pa pričakujemo okrog 15% zmanjšanje stroškov proizvodnje (glede na trenutno optimiranost proizvodnje).
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
