В настоящее время нарастает интерес к динамическим системам нецелого порядка. Развитие теории дробных степеней вызвало интерес к использованию нецелых порядков в задачах управления и регулирования, в составе которых объект регулирования и контроллер описываются моделями нецелых порядков. Исчисление дробного порядка предлагает гибкие вычислительные возможности, которые могут быть применены в проектировании систем управления. Однако, прежде чем результаты теоретических исследований могут быть перенесены на промышленные установки важно изучить эффекты контроллеров дробного порядка с помощью лабораторных экспериментов и моделирования. В данной статье рассматривается концепция дробного ПИД-контроллера, включающего в себя интегратор и дифференциатор нецелых порядков, анализируются его поведение и характеристики. Рассмотрены практические аспекты настройки и реализации контроллеров дробного порядка для системы регулирования веса бумажного полотна с использованием FOMCON (набор инструментов MATLAB для идентификации и управления системами дробного порядка). В работе рассмотрены способы применения ПИД-регуляторов, основанных на законах дробного исчисления для системы управления напорным устройством бумагоделательной машины (БДМ). Приведены результаты моделирования с применением классических ПИД-регуляторов и с применением ПИД-регуляторов с дробными степенями.
Currently, there is a growing interest in dynamical systems of non-integer order. The development of the theory of fractional powers has aroused interest in the use of non-integer orders in control and regulation problems, in which the object of regulation and the controller are described by models of non-integer orders. Fractional order calculus offers flexible numerical capabilities that can be applied in the design of control systems. However, before the results of theoretical research can be transferred to industrial installations, it is important to study the effects of fractional flow controllers using laboratory experiments and simulations. This article discusses the concept of a fractional PID controller that includes an integrator and a non-integer order differentiator, and analyzes its behavior and characteristics. Practical aspects of setting up and implementing fractional order controllers for the paper web weight control system using FOMCON (a set of MATLAB tools for identifying and managing fractional order systems) are considered. The paper presents an example of implementation of PID controllers of fractional order for the control system of the pressure device of a paper machine (BDM). The results of modeling using classical PID controllers and using PID controllers with fractional powers are presented.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.