РОЛЬ ІНТЕГРАЛЬНИХ КРИТЕРІЇВ ЯКОСТІ В ОЦІНЦІ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ СКЛАДНИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ КОМПЛЕКСІВ

Ключові слова: якість, оцінка, інтегральні критерії, автоматичне регулювання

Анотація

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2025-36-05

У статті досліджено особливості застосування інтегральних критеріїв якості для оцінювання процесів автоматичного регулювання в енергетичних системах. Ці складні технічні системи характеризуються підвищеними вимогами до точності, стабільності та енергоефективності, де показники якості перехідних процесів безпосередньо впливають на надійність функціонування обладнання та ефективність технологічних процесів. Традиційні методи оцінювання, що базуються на розв’язанні диференціальних рівнянь або детальному аналізі перехідних характеристик, є трудомісткими та недостатньо придатними для оперативної діагностики, що актуалізує використання інтегральних критеріїв як більш простих та універсальних показників. У роботі проведено системний аналіз найбільш поширених інтегральних критеріїв, включно з лінійним, квадратичним та узагальненим, та визначено їх придатність для оцінювання різних типів перехідних процесів. Лінійний критерій розглянуто як найпростіший інструмент для швидкої оцінки затухання коливань, однак підкреслено його обмеженість у випадках зміни знаку регулювальної помилки та коливального характеру процесу. Квадратичний критерій позбавлений цього недоліку та дозволяє оцінювати енергетичний складник відхилень, що робить його ефективним при оптимізації систем автоматичного регулювання та порівнянні їхньої економічної ефективності. Розглянуто також узагальнені інтегральні критерії, що базуються на квадратичних формах стану і широко застосовуються в задачах оптимального керування. Показано, що мінімізація інтегральних критеріїв не завжди гарантує досягнення бажаної форми перехідного процесу, зокрема з точки зору ступеня коливальності та сталості. Тому обґрунтовано доцільність їх поєднання з додатковими показниками якості, що дозволяє уникнути некоректної оцінки та забезпечує комплексний підхід до аналізу роботи систем автоматичного керування. Отримані результати підтверджують високу практичну цінність інтегральних критеріїв як інструменту швидкого та інформативного контролю якості регулювання в енергетичних та промислових системах.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Sahib, MA & Ahmed, BS 2015, ‘A new multi-objective performance criterion used in PID tuning optimization algorithms’, Journal of Advanced Research, no 115, Pp. 1-4. DOI : https://doi.org/10.1016/j.jare.2015.03.004

Özdemir, MT & Öztürk, D 2017, ‘Comparative performance analysis of optimal PID parameters tuning based on the optics inspired optimization methods for automatic generation control’, Energies, no 10(12), article 2134. DOI : https://doi.org/10.3390/en10122134

Veronesi, М & Antonio Visioli, А 2015, ‘Deterministic Performance Assessment and Retuning of Industrial Controllers Based on Routine Operating Data: Applications’, Processes, no 3(1), Pp. 113-137. DOI : https://doi.org/10.3390/pr3010113

Pathak, N, Bhatti, T & Verma, A 2016, ‘New performance indices for the optimization of controller gains of automatic generation control of an interconnected thermal power system’, Sustainable Energy Grids and Networks. DOI : https://doi.org/10.1016/j.segan.2016.11.003

Seborg, D, Edgar, T & Mellichamp, D 2016, ‘Process dynamics and control’, in Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, Inc., viewed <https://elmoukrie.com/wp-content/uploads/2022/06/process-dynamics-and-control-dale-e.-seborg-thomas-f.-edgar-etc.-z-lib.org_.pdf>

Das, S, Pan, I & Gupta, A 2012, ‘A novel fractional order fuzzy PID controller and its optimal time domain tuning based on integral performance indices’, Engineering applications of Artificial Intelligence. DOI: 10.1016/j.engappai.2011.10.004

Zhao, Ch & Guo, L 2020, ‘Control of Nonlinear Uncertain Systems by Extended PID’, IEEE Transactions on Automatic Control. DOI : https://doi.org/10.1109/TAC.2020.3030876

Sheng, YuLiХ 2021, ‘Proportional–Integral–Derivative Controller Performance Assessment and Retuning Based on General Process Response Data’, ACS Omega, no 6(15), 10207–10223. DOI : https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00523

Popovych, MH & Kovalchuk, OV 2007, Teoriia avtomatychnoho keruvannia [Automatic control theory ], Lybid. Kyiv.

Shtifzon, OY, Novikov, PV & Bun, VP 2020, Teoriia avtomatychnoho upravlinnia [Automatic control theory ], Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute. Kyiv.

Опубліковано
2025-12-22
Розділ
Статті