Библиографическое описание:Математическая модель и алгоритмы управления нестандартными процессами дозирования реагентов в гальваническом производстве : научное издание / А. С. Журавлев. - Текст : непосредственный // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2026. - № 2. - С. 38-43. - ISSN 2073-0004, DOI 10.25791/pribor.2.2026.1651.
Аннотация:В статье разработаны математическая модель и алгоритм управления нестандартными процессами дозирования реагентов в гальваническом производстве. Предложена модель, описываемая модифицированным уравнением Торричелли для расхода через дроссельные шайбы, уравнением материального баланса и пропорциональности рецептуры, динамическое запаздывание системы. Управление реализовано на базе адаптивного ПИД-регулятора с обратной связью по pH, температуре и электропроводности. Имитационное моделирование в MATLAB/Simulink показало, что при оптимальных коэффициентах Kp = 2,0; Ki = 1,0; Kd = 0,5 система стабилизируется за 4-5 секунд без значительного перерегулирования и полностью устраняет статическую ошибку. Сравнительный анализ подтвердил преимущество адаптивного ПИД-регулятора над простым P-регулятором (повышение точности в 8-10 раз), неадаптивным ПИД (снижение влияния вариаций среды на 25-30 %) и более сложными методами (нечёткая логика, MPC) при существенно меньшей вычислительной нагрузке. Внедрение разработанного решения обеспечивает точность дозирования до ±0,1 %, снижение расхода реагентов на 10-15 % и возможность полной автоматизации нестандартных гальванических процессов.
This article develops a mathematical model and control algorithm for non-standard reagent dosing processes in galvanic production. The proposed model is described by a modified Torricelli equation for flow through orifice plates, a material balance equation, and a formula proportionality equation, along with dynamic system delay. Control is implemented using an adaptive PID controller with feedback for pH, temperature, and conductivity. Simulation modeling in MATLAB/Simulink showed that with optimal coefficients of Kp = 2.0; Ki = 1.0; Kd = 0.5, the system stabilizes within 4-5 seconds without significant overshoot and completely eliminates static error. A comparative analysis confirmed the superiority of the adaptive PID controller over a simple P-controller (8-10 times higher accuracy), a non-adaptive PID (reducing the impact of environmental variations by 25-30 %), and more complex methods (fuzzy logic, MPC) with significantly lower computational load. Implementation of the developed solution ensures dosing accuracy of up to ±0.1 %, a 10-15 % reduction in reagent consumption, and the ability to fully automate non-standard galvanic processes.
