Косвенная оценка переменных состояния реакционно-регенерационных систем на основе компьютерной симуляции

Аннотация

Описана реакционно-регенерационная система, которая является аппаратной частью промышленных производств и характеризуется исключительной особенностью – выраженной нелинейностью в виде множественности стационарных решений модельных дифференциальных уравнений. Такая особенность вынуждает прибегнуть к инженерным решениям, альтернативным прямым измерениям. Рассмотрена проблема косвенной оценки компонент вектора состояния реакционно-регенерационной системы. Показана некорректность косвенной оценки состояния подобного рода объектов на основе теории фильтров Калмана. Некорректность обусловлена неоднозначностью отображения пространства состояний в пространство касательных к траекториям векторов. Предложен подход, основанный на синхронной симуляции в динамике и заключающийся в сравнении двух эволюций «объект – модель» с минимизацией рассогласования. Приведена методика, базирующаяся на включении в функцию рассогласования вторых производных переменных состояния. Рассмотрена методология чувствительности систем косвенного оценивания, основанных на максимизации подобия сравниваемых эволюций «объект – модель» в режиме строгой синхронизации по внешним возмущениям и рычагам управления. Показано, что точность косвенного оценивания физически неизмеряемых координат в большей степени определяется математическими аспектами минимизации функции рассогласования, которая из-за множественности решений модельных уравнений имеет сложную структуру поверхности отклика.