Разработка быстродействующей модели для проверки алгоритмов управления дизельной аккумуляторной топливной системой

Для разработки алгоритмического программного обеспечения необходима систематическая проверка промежуточных результатов. Ее можно осуществлять с помощью соответствующего оборудования и с использованием математических моделей, имитирующих поведение объектов управления в режиме реального времени. Целью исследования являлась разработка быстродействующей математической модели объекта управления, обеспечивающей адекватное описание системы управления и минимальные временные затраты. В статье представлена математическая модель объекта - дизельной аккумуляторной топливной системы. Описание объекта управления базируется на эмпирических зависимостях и уравнениях типовых динамических звеньев. Настройка уравнений осуществляется на основании доступных для измерения параметров системы и с помощью подбора коэффициентов ПИД-регулятора по полученным переходным процессам системы управления. С научной точки зрения интересен метод идентификации - минимизация рассогласования между результатом моделирования и экспериментом методом градиентного спуска. Полученные результаты могут быть использованы для разработки быстродействующих моделей и определения параметров дискретных ПИД-регуляторов. Подобные модели можно применять для компьютерного моделирования в режиме «функция управления - виртуальный объект», на стендах полунатурного моделирования или при разработке алгоритмов микроконтроллеров системы управления.

Development of the algorithmic software requires systematical checking the intermediate results. It could be carried out by using appropriate equipment and mathematical models that simulate the control object behaviour in real time. The study objective lies in developing a high-speed mathematical model of the control object providing adequate description of the control system and minimum time costs. The article presents mathematical model of the object, i. e. a diesel battery fuel system. The control object description is based on empirical dependencies and equations of the typical dynamic links. The equations are adjusted according to the system parameters available for measurement and by selecting the PID controller coefficients using the obtained control system transient processes. From a scientific point of view, the identification method is interesting. It proposes minimizing the discrepancy between the simulation result and the experiment by the gradient descent method. The obtained results could be used in development of the high-speed models and identification of the discrete PID controller parameters. Similar models could be introduced in computer simulation in the “control function - virtual object” mode, on the semi-naturalistic simulation benches or in development of the control system microcontroller algorithms.