Адаптивная двухцелевая система управления

 

1. АДАПТИВНАЯ ДВУХЦЕЛЕВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая рабочий регулятор, первый датчик, первый задатчик, первый сумматор, первый и второй блоки сравнения, последовательно включенные второй сумматор, первый исполнительный орган, подключенный к первому входу объекта управления , к выходу которого подключен второй датчик и третий сумматор, последовательно включенные испытываемый регулятор, третий блок сравнения, модель объекта по каналу управления, четвертый сумматор, четвертый блок сравнения, первый квадратор и первый фильтр низкой частоты, последовательно включенные пятый блок сравнения, второй квадратор и второй фильтр низкой частоты, причем выход первого исполнительного органа соединен с входом первого датчика, выход первого задатчика соединен с первым входом первого блока сравнения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества проверки функционирования испытываемого регуляторп путем одновременного обеспечения заданных показателей работы объекта управления , внее введены модель объекта по каналу возмущения, первый ограничитель , первый ключ, второй и третий задатчики, задатчик режима работы, структурно-параметрический задатчик, генератор помехи, последовательно включенные первый блок записи-воспроизведения , первый переключатель и первый ёлок выработки пробного сиг- @ нала, последовательно включенные ,тре (Л тий датчик, второй блок записи-воспро изведеНия, второй переключатель и тре тий переключатель, последовательно включенные второй блок выработки пробе ного сигнала и второй исполнительный орган, последовательно включенные третий блок записи-воспроизведения, четвертый переключатель и регистратор последовательно вкл1оченные четвертый 9д блок записи-воспроизведения и пятый О 00 переключатель, выход второго исполнительного органа соединен с вторым входом объекта управления и с входом третьего датчика, выход первого датчика - с первым входом рабочего регулятора , с входом первого блока записи- , воспроизведения и с вторым входом первого переключателя, выход третьего датчика - с вторыми входами рабочего регулятора и второго переключателя , выход второго датчика с третьим Bxofi(OM рабочего регулятора, выход первого сумматора - с четвертым входом рабочего регулятора, с вхо

Q9) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3 (д) G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И1ЬеакйО ) вета. °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOf4Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3471470/18-24 (22) 14.07.82 (46) 30.06.84. Бюл. М 24 (72) С.В. Емельянов, В.П. Авдеев, Л.А. Сульман, Л.П. Мышляев, С.К. Коровин и Ю.В. Введенский (71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе и Центральное проектно-конструкторское бюро по системам автоматизации производства (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское,свидетельство СССР по заявке Р 29,1 1087, кл. С 06 С 7/66,, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2961396, кл. G 05 В 13/02, 1980 (прототип) ° (54)(57) 1. АДАПТИВНАЯ ДВУХЦЕЛЕВАЯ

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая рабо- . чий регулятор, первый датчик, первый задатчик, первый сумматор, первый и второй блоки сравнения, последовательно включенные второй сумматор, первый исполнительный орган, подключенный к первому входу объекта управления, к выходу которого подключен второй датчик .и третий сумматор, последовательно включенные испытываемый регулятор, третий блок сравнения, модель объекта по каналу управления, четвертый сумматор, четвертый блок сравнения, первый квадратор и первый фильтр низкой частоты, последовательно включенные пятый блок сравнения, второй квадратор и второй фильтр низ.кой частоты, причем выход первого исполнительного органа соединен с входом первого датчика, выход первого задатчика соединен с первым входом первого блока сравнения, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества проверки функционирования испытываемого регуляторп путем одновременного обеспечения заданных показателей работы объекта управления, в нее введены модель объекта по каналу возмущения, первый ограничительр первый ключ, второй и третий задатчики, задатчик режима работы, структурно-параметрический задатчик, генератор помехи, последовательно включенные первый блок записи-воспро" изведения, первый переключатель и первый блок выработки пробного сиг- Е

O нала, последовательно включенные .третий датчнк, второй блок записи-воспро нввепенив, второй переключатель и тре тий переключатель, последовательно включенные второй блок выработки проб

С ного сигнала и второй исполнительный орган, последовательно включенные третий блок записи-воспроизведения, четвертый переключатель и регистратор последовательно включенные четвертый блок записи-воспроизведения и пятый переключатель, выход второго йсполнительного органа соединен с вторым входом объекта управления и с входом третьего датчика, выход первого датчи.ка - с первым входом рабочего регуля-. тора, с входом первого блоКа записивоспроизведения и с вторым входом первого переключателя, выход третьего датчика — с вторыми входами рабочего регулятора и второго переключателя, выход второго датчика— с третьим входом рабочего регулятора, выход первого сумматора — с четвертым входом рабочего регулятора, с вхо

1100608 дом третьего блока записи-воспроизведения и с вторым входом четвертого переключателя, выход генератора помехи через третий сумматор подключен к входу четвертого блока записи-воспроизведения и к второму входу пятого переключателя, выход второго задатчика через последовательно включенные первый блок сравнения, первый ограничитель и первый ключ соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика, выход первого переключателя соединен с вторыми входами третьего блока сравнения и регистратора, выход второго переключателя соединен с первыми входами первого и второго блоков выработки пробного сигнала соответственно, второй выход второго блока выработки пробного сигнала через последовательно включенные второй блок сравнения, модель объекта по каналу возмущения подключен к второму входу четвертого сумматора, выходом соединенного с третьими входами регистратора и испытываемого регулятора, выход третьего задатчика соединен с вторым входом второго блока выработки пробного сигнала и с вторым входом третьего переключателя, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения, к первому входу испытываемого регулятора и к четвертому входу регистратора, выход четвертого переключателя соединен с вторым входом регулятора, с вторым входом четвертого блока сравнения и с первым входом пятого блока сравнения, выход пятого переключателя соединен с вторым входом пятого блока сравнения, с пятым входом регистратора и с третьим входом четвертого суммато ра, дополнительный вход испытываемого регулятора соединен с выходом структурно-параметрического задатчика, Ф

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, может быть использовано для постро- . ения многоцелевых, в частности двух- а выход — с шестым входом регистратора и с третьим входом первого блока выработки пробного сигнала, выход которого подключен к первому входу вто. рого сумматора, второй вход которого подключен к выходу рабочего регулятора, седьмой и во ьмой входы регистратора соединены с выходами соответственно первого и второго фильтров низкой частоты, выход задатчика режима работы подключен к управляющим входам пяти переключателей, первого ключа, к дополнительным входам модели объекта по каналу управления и модели объекта по каналу возмущения, третьего задатчика и к третьим входам первого и второго блоков выработки пробных сигналов.

2. Система -управления по п. 1, отличающаяся тем,,что блок выработки пробных сигналов содержит первый экстраполятор, четвертый задатчик, последовательно вклю ченные второй экстраполятор, шестой блок сравнения, детектор знака, блок умножения, второй ограничитель и второй ключ, последовательно включенные блок определения модуля, седьмой блок сравнения и логический блок И, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а второй вход логи ческого блока И является третьим входом блока выработки пробного сигнала, первым входом которого является вход первого экстраполятора, выход которого .подключен к первому входу шестого блока сравнения, вторым входом является вход второго экстраполятора, выход шестого блока сравнения подключен к входу блока определения модуля, выход четвертого задатчика — к второму входу седьмого блока сравнения, выход которого подключен к другому входу блока умножения, выход второго ключа является выходом блока выработки . пробного сигнала. целевых, систем управления техническими объектами, и предназначено для рабочего регулирования и для испытания новых регуляторов.

1100б

Известно устройство для моделирования системы управления, предназначенное для испытания регуляторов, со" держащее последовательно включенные. первый масштабирующий блок, первый блок сравнения, интегратор, охваченный отрицательной обратной связью, блок запаздывания, второй блок сравнения, второй масштабирующий блок, блок управления, включающий последа- 10 вательно соединенные регулятор, магнитный пускатель и электродвигатель, и преобразователь угла в напряжение, а также третий масштабирующий блок, причем входы первого и третьего мас- 15 штабирующих блоков и один вход регулятора являются входами устройства, выход преобразователя угла в напряжение соединен с вторым входом перво го блока сравнения, выход третьего 20 масштабирующего блока подключен к Вто» рому входу второго блока сравнения И.

При работе устройства испытываемый блок управления (регулятор) вырабатывает управляющее воздействие 25 в виде угла:поворота. электродвигателя. Это воздействие, преобразованное в преобразователе угла в напряжение, вычитается в первом блоке сравнения из сигнала о натурном управляющем 50 воздействии. С выхода первого блока сравнения сигнал через модель объекта в приращениях, представленную последовательным соединением интегратора, охваченного отрицательной обратной связью, и блока запаздывания, поступает на второй блок сравнения, где вычитается иэ сигнала о натурном выходе объекта управления. С выхода второго блока сравнения сигнал о мо- 40 дельном выходе объекта управления поступает через второй масштабирующий блок на вход регулятора.

Недостатком известного устройства

45 является низкая точность моделирования, обусловленная ограниченной зоной работоспособности модели объекта в приращениях, что приводит к низкому качеству проверки функционирования испытываемого регулятора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулирующее устройство, содержащее рабочий регулятор, первый датчик, 55 первый задатчик, первый сумматор, первый и второй блоки сравнения, последовательно включенные второй

08 4 сумматор, первыи исполнительный орган, объект управления, второй датчик и третий сумматор, последовательно вклю ченные испытываемый регулятор, третий блок сравнения, модель объекта по каналу управления, четвертый сумматор, четвертый блок сравнения, первый квад. ратор и первый фильтр низкой частоты, последовательно включенные пятый блок сравнения, второй квадратор и второй фильтр низкой частоты, причем выход первого исполнительного органа соеди.нен с входом первого датчика, выход первого задатчика соединен с первым входом первого блока управления (2) .

Данное устройство работает следующим образом.

Сначала рассчитываются модельные, управляющие воздействия в первом и втором модельных контурах управления.

Для этого в первом модельном контуре управления, составленном из первой модели объекта, первого сумматора, первого блока сравнения, первого фильтра низкой частоты, первого регулятора и второго блока сравнения, выходной сигнал объекта управления в первом сумматоре суммируется с выходным сигналом первой модели объекта и из полученного сигнала в первом блоке сравнения вычитается сигнал о заданном значении выходной переменной объекта управления. Сигнал о полученной разности подается через первый фильтр низкой частоты на первый регулятор, где вырабатывается сигнал о первом модельном управляющем воздействии. Этот сигнал подается на вход второго блока сравнения, в котором из него вычитается сигнал о натурном управляющем воздействии с выхода третьего сумматора. Сигнал с выхода второго блока сравнения идет на вход первой модели объекта. Аналогично вырабатывается второе модельное управление во втором модельном контуре управления, составленном as второй модели объекта, второго сумма- тора, третьего блока сравнения, второго фильтра низкой частоты, второго регулятора и четвертого блока сравнения. Сигналы о первом и втором модельных управляющих воздействиях умножаются .соответственно в первом и втором блоках умножения на сигналы об оперативно уточняемых весовых коэффициентах и суммируются в третьем сумма:торе. В результате получается сигнал!

100608 о натурном управляющем воздействии, Для оперативного уточнения весовых коэффициентов с помощью пятого и шестого блоков сравнения, -KBappaTopog и третьего и четвертого фильтров 5 низкой частоты определяются показатели точности регулирования первого и второго модельных контуров управления, а затем с помощью четвертого сумматора и блоков деления рассчиты- 10 ваются текущие значения весовых коэффициентов.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оба модельных 15 контура управления предназначены для рабочего регулирования, а не для испытания хотя бы одного регулятора .

Кроме того, небольшая зона работоспособности моделей объекта в прира-2О щениях отрицательно сказывается на точности определения модельных выходных переменных объекта в том случае, когда разность между модельными и натурными управляющими воздействиями 25 превышает допустимую зону работоспособности модели, что приводит к низкому качеству проверки работы испытываемого регулятора.

Цель изобретения — обеспечение возможности испытания регуляторов при одновременном повышении качества желаемого режима функционирования объекта регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в регулирующее устройство, содержащее рабочий регулятор, первый датчик, первый задатчик, первый сумматор, первый и второй блоки сравнения, последовательно включенные второй сумматор, первый исполнительный орган, объект управления, второй датчик и третий сумматор, последовательно включенные испытываемый регулятор, третий блок сравнения, 45 модель объекта по каналу управления, четвертый сумматор, четвертый блок сравнения, первый квадратор и первый фильтр низкой частоты, последовательно включенные пятый блок сравнения, второй квадратор и второй фильтр низкой частоты, причем выход первого исполнительного органа соединен с входом первого датчика, выход первого эадатчика соединен с первым 55 входом первого блока сравнения, введены модель объекта по каналу возмущения, первый ограничитель, первый ключ, второй и третий задатчики, задатчик режима работы, структурнопараметрический задатчик, генератор помехи, последовательно включенные первый блок записи-воспроизведения, первый переключатель и первый блок выработки пробного сигнала, последовательно включенные третий датчик, второй блок записи-воспроизведения, второй переключатель и третий переключатель, последовательно включенные второй блок выработки пробного сигнала и второй исполнительный орган, последовательно включенные третий блок записи-воспроизведения, четвертый переключатель и регистратор, последовательно включенные четвертый блок записи-воспроизведения и пятый переключатель, выход второго исполнительного органа соединен с вторым входом объекта управления и с входом третьего датчика, выход первого датчика— с первым входом рабочего регулятора, с входом первого блока записи-воспроизведения и с вторым входом первого переключателя, выход третьего датчика — с вторыми входами рабочего регулятора и второго переключателя, выход второго датчика — с третьим входом рабочего регулятора, выход первого сумматора — с четвертым входом рабочего регулятора, с входом третьего блока записи-воспроизведения и с вторым входом четвертого переключателя, выход генератора помехи через третий сумматор подключен к входу четвертого блока записи-воспроизведения и к второму входу пятого переключателя, выход второго задатчика через последовательно включенные первый блок сравнения, первый ограничитель и первый ключ соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого задатчика, выход первого переключателя соединен с вторыми входами третьего блока сравнения и регистратора, выход второго переключателя соединен с первыми входами первого и второго блоков выработки пробного сигнала соответственно, второй выход второго блока выработки пробного сигнала через последовательно включенные второй блок сравнения, модель объекта по каналу возмущения подключен к второму входу четвертого сумматора, выходом соединенного с третьими входами регистратора и испытываемого регулятора, вы1100608 ход третьего эадатчика соединен с вторым входом второго блока выработки пробного сигнала и с вторым входом третьего переключателя, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения, к первому вхо1 ду испытываемого регулятора и к четвертому входу регистратора, выход четвертого переключателя соединен с вторым входом регулятора, с вторым

10 входом четвертого блока сравнения и с первым входом пятого блока сравнения, выход пятого переключателя со- . единен с вторым входом пятого блока сравнения, с пятым входом регистрато- 15 ра и с третьим входом четвертого сумматора, дополнительный вход испытываемого регулятора соединен с выходом структурно-параметрического задатчика,а выход — с шестым входом реги стратора и с третьим входом первого блока выработки пробного сигнала, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу рабочего регулятора, седьмой и восьмой входы регистратора соединены с выходами соответственно первого и второго фильтров низкой частоты, выход задатчика режима работы подключен к управ- 30 ляющим входам пяти переключателей, первого ключа, к дополнительным входам модели объекта по каналу управления и модели объекта по каналу возмущения, третьего задатчика и к третьим входам первого и второго блоков выработки пробных сигналов.

Блок выработки пробных сигналов содержит первый экстраполятор, четвертый задатчик, Последовательно включенные второй экстраполятор, шестой блок сравнения, детектор знака, блок умножения, второй ограничитель и второй ключ, последовательно включенные блок определения модуля, седьмой блок сравнения и логический блок И, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а второй вход логического блока И

50 является третьим входом блока выработки пробного сигнала, первым входом которого является вход первого экстраполятора, выход которого подключен к первому входу шестого блока сравнения, вторым входом является вход второго экстраполятора, выход шестого блока сравнения подключен к входу блока определения модуля, выход четвертого задатчика — к второму входу седьмого блока сравнения, выход которого подключен к другому входу блока умножения, выход второго ключа является выходом блока выработки пробного сигнала.

В адаптивной двухцелевой системе управления решаются одновременно задачи рабочего регулирования и испытания регуляторов. Разумный компромисс между задачами находится путем установки с помощью вторых ограничителей ограничений на величины пробных сигналов по управляющему воздействию и контролируемому возмущению, а также установки с помощью первого ограниI чителя ограничений на величину отклонения заданного сигнала, определенного из целей рабочего регулирования.

Кроме того, в предлагаемой системе управления увеличена точность модели. рования за счет введения пробных сигналов и предусмотрена воэможность создания желаемых режимов управления для более представительного испытания регуляторов.

На фиг. 1 представлена блок-схема адаптивной двухцелевой системы управления; на фиг; 2 — схема блока выработки пробных сигналов.

На фиг. 1 обозначено: 0 — управляющее воздействие; W — контролируемое возмущение; Y — выходная переменная объекта управления; 1 — неконт. ролируемое возмущение.

Предлагаемая система управления содержит рабочий регулятор 1, первый датчик 2, первый эадатчик 3, первый сумматор 4, первый и второй блоки

5 и 6 сравнения, второй сумматор 7, первый исполнительный орган 8, объект

9 управления, второй датчик 10 третий сумматор 11, испытываемый регулятор 12, третий блок 13 сравнения, модель 14 объекта по каналу управления, четвертый сумматор 15,четвертый блок 16 сравнения, первый квадратор

17, первый фильтр 18 низкой частоты, пятый блок 19 сравнения, второй квадратор 20, второй фильтр 21 низкой частоты, модель 22 объекта по каналу возмущения, первый ограничитель 23, первый ключ 24, второй и третий задатчики 25 и 26, задатчик 27 режима работы, структурно-параметрический эадатчик 28, генератор 29 по-мехи, первый блок 30 записи-воспроизведения, первый переключатель 31, 1100608 10 также с первого сумматора 4 поступают на входы блоков 30, 34 и 39 записи-воспроизведения и на вторые входы ю- первого 31, второго 35 и четвертого

40 переключателей. На второй вход ь- пятого переключателя 43 и на вход четвертого блока 42 записи-воспроиз( ведения идет сигнал с выхода третьего сумматора 11, в котором выходной

ый10 сигнал второго датчика 10 суммируется с выходным сигналом генератора 29 помех, в результате чего формируется желаемая измерительная помеха. На первые входы переключателей 31, 35, 40 и 43 поступают сигналы с выходов блоков 30, 34, 39 и 42 записи-воспроизведения. Режим испытания (в темпе с протеканием процесса или по предистории) задается с помощью задатчи2б ка 27 режима работы, с выхода которого подаются сигналы на управляющие входы переключателей 31, 35, 40 и 43.

При испытании регуляторов в темпе с протеканием процесса формируются желаемые режимы работы системы управления путем нанесения специальных пробных сигналов и пересчетов с помощью моделей. Желаемые для испытания регуляторов значения задания на выходную переменную Y устанавливаются вторым задатчиком. Задание же на я Y, исходя из целей рабочего регулирования, устанавливается первым задатчиком 3. Задание рабочему регулятору 1, исходя из двойственной цели, определяется по выражению

9 первый блок 32 выработки пробного сигнала, третий датчик 33, второй блок 34 записи-воспроизведения, вто рой переключатель 35, третий перекл чатель 36, второй блок 37 выработки пробного сигнала, второй исполнител ный орган 38, третий блок 39 записи воспроизведения, четвертый переключатель 40, .регистратор 41, четвертый блок 42 записи-воспроизведения, пят переключатель 43.

Блок выработки пробных сигналов содержит первый экстраполятор 44, четвертый задатчик 45,второй экстраполятор 46, шестой блок 47 сравнения детектор 48 знака, блок 40 умножения второй ограничитель 50, второй ключ

51, блок 52 определения модуля, седь мой блок 53 сравнения, логический блок 54 И.

Предлагаемая система управления работает следующим образом.

Выходная переменная Y объекта 9 управления, контролируемое возмущение % и фактически реализованное управляющее воздействие 0 измеряют ся соответетвенно вторым .10, третьим 33 и первым 2 датчиками. Сигналы этих датчиков поступают на входы рабочего регулятора 1, например прогно эирующего регулятора. На один из входов рабочего регулятора 1 подаетс сигнал о заданном значении выходной переменной с выхода первого сумматора 4. Вырабатываемый рабочим регулятором сигнал об управляющем воздействии суммируется во втором сумматоре 7 с пробным сигналом и реализуется первым исполнительным органом 8.

Испытание регуляторов производит- 4о ся в двух режимах: либо в темпе с протеканием процесса (в реальном времени), либо в ускоренном масштабе времени по зарегистрированным на предистории данным о функционировании 4> рабочего контура регулирования. Запоминание и воспроизведение данных об управляющем воздействии U, контролируемом возмущении 4, выходной переменной Y и задания на величину «О этой переменной осуществляются соответственно в первом 30, втором 34, четвертом 42 и третьем 39 блоках записи-воспроизведения, реализованных, например, на базе 1яногодорожечных 55 магнитофонов. Контролируемые сигналы о перечисленных .переменных с первого 2 и третьего 33 датчиков, а „(Ц-> р(Цпри1Уж(Ц-Y, H) I SY () Урф S (fl)QY (t) Y р(Ч 8У

SV п<и V,"È)-Y„" М «SY, (1) где Y "(Π— задание рабочему регулятору в момент времени t;

Yp(t)MYg (t)- задание на выходную переменную, исходя из целей рабочего регулирования и испы" тания регуляторов;

- допустимые отклонения задания 1 (Ц от 1р(М

Для реализации выражения (1) в первом блоке 5 сравнения из сигнала второго задатчика 25 вычитается сигнал первого задатчика 3 и сигнал о разности идет через первый ограничи1100608

0 nps)W<(tt 1-%(1 1 .3ЧЧц iМ(О= Vl+(t, <7) -W (t t7) nph5W„ W<(K il-W(t tt)» 3 W (3W(ф (Ф„,(1+".)- й(1)npw 3Wg

Если задатчиком 27 режима работы задан режим испытания в темпе с протеканием процесса, то первый ключ

24 замыкается и выходной сигнал первого ограничитеЛя 23 суммируется с выходным сигналом первого задатчика

3 и подается на вход рабочего регулятора 1. Если задан режим испытания по предистории, то первый ключ 24 10 разомкнут и на вход рабочего регулятора 1 поступает сигнал с выхода первого эадатчика 3.

Желаемые значения контролируемых возмущений задаются третьим задатчиком 26, выходной сигнал которого идет на второй вход третьего переключателя 36. На второй вход третьего переключателя 36 идет выходной сигнал второго переключателя 35. В зависимости от сигнала задатчика 27 режима работы на вход третьего переключателя подключается сигнал либо с выхода второго переключателя 35, либо с выхода третьего задатчика 26., Выходной сигнал задатчика 27 режима работы подается также на дополнительный вход третьего задатчика 26, который работает в ускоренном масштабе вре— мени или в темпе с протеканием процесса.

° Во втором блоке 6 сравнения иэ выходного сигнала третьего переклю--где big(t><),W(t«) — экстраполируемые значения желаемых

H фактических КоНТро 40 лируемых возмущений; гЪ вЂ” интервал экстраполяции, обусловленный запаздыванием во вто- ром исполнительном органе 38;

5W@ — величина, равная половине зоны работоспособности модели объекта по каналу возмущения;

50 (— допустимая величина пробного сигнала.

Т.е., если разность между желаемы- . ми и фактическими значениями лежит в зоне работоспособности модели объек55 та, то пробный сигнал не наносится, а указанная разность пересчитывается в изменении выходной переменной с чателя 36 о желаемом значении Э контролируемого .возмущения вычитается выходной сигнал второго переключателя 35 о фактическом значении И контролируемого возмущения. Сигнал ай с выхода второго блока 6 сравнения пересчитывается в изменении йЧц выходной переменной объекта 9 управления с помощью модели 22 объекта по каналу возмущения. В частности, модель может быть представлена в виде последовательного соединения инерционного звена первого порядка и звена чистого запаздывания. Сигнал где F „t. j — модель объекта по каналу возмущения; л с - время чистого запаздывания по этому каналу, поступает на второй вход четвертого сумматора.

Сигналы о фактическом и желаемом W значениях контролируемых возмущениИ подаются на первый и второй входы второго блока 37 выработки пробного сигнала. Пробный сигнал по контролируемому возмущению 3W вырабатывается согласно выражению помощью модели объекта. Если же эта разность превышает зону работоспособности модели, то наносится пробный сигнал в рамках допустимого интервала.

Выбором величины этого интервала достигается компромисс между рабочим регулированием и испытанием регуляторов.

При выработке пробного сигнала сигналы о желаемом W H контролируемом IlIl возмущениях экстраполируются на интервал времени во втором 46 и первом 44 экстраполяторах. В шестом блоке 47 сравнения из выходного сигнала второго экстраполятора 46 вычитается выходной сигнал первого экстраполятора 44. Сигнал о полученной разности подается через блок 52 определения модуля на седьмой блок

53 сравнения, где из него вычитается выходной сигнал четвертого задатчика

45 о b Vlщ . Выходной сигнал седьмого

608

13 1100 блока 53 сравнения подается на один вход логического блока 54 И, на другой вход которого подается сигнал с задатчика 27 режима работы. Если с выхода седьмого блока 53 сравнения на логический блок 54 И поступает положительный сигнал и с выхода saдатчика 27 режима работы - сигнал об испытании регуляторов в темпе с протеканием процесса, то на выходе логи" 10 ческого блока 54 и появляется сигнал, . по которому замыкается второй ключ

51 и выход второго ограничителя 50 соединяется с выходом блока 37 выработки пробного сигнала. Выходной сигнал шестого блока 47 сравнения подается также на детектор 48 знака, функционирование которого описывается выражением

® 4. при „(ц. 0

ы" -1 п >4 z () с0 .(5) гдето 1)и2 з„(Ц вЂ” соответственно выходной и входной сигналыр детектора 48 знака.

Выходной сигнал детектора 48 знака умножается в блоке 49 умножения на выходной сигнал седьмого блока 53 сравнения и через второй ограничительщ

50 идет на вход второго ключа 51.

Выходной сигнал второго блока 37 выработки пробного сигнала подается на второй исполнительный орган 38, с помощью которого и реализуется пробное воздействие по контролиру35 емому возмущению.

Вырабатываемое испытываемым .регулятором 12 управляющее воздействие (модельное управляющее воздействие 40 мМ 1 ) и фактически реализованное управляющее воздействие с выхода первого переключателя подаются на входы первого блока 32 выработки пробного сигнала. Пробный сигнал по 4 управляющему воздействию суммируется во втором сумматоре 7 с сигналом об управляющем воздействии с выхода рабочего регулятора и подается на пер. вый исполнительный орган 8. - 50

В третьем блоке 13 сравнения иэ сигнала о модельном управляющем воздействии вычитается сигнал о фактическом управляющем воздействии и сигнал о полученной разности пересчитывается в модели 22 объекта по каналу управления в изменение .ЬY ц выходной переменной и поступает на вход четвертого сумматора 15. На выходе четвертого сумматора 15 получается сигнал о модельной выходной переменной где F < f j . - модель объекта по каналу управления; л > — время чистого запаздывания в канале управления.

Сигнал Ч (Ф ) поступает на трем тий,вход>испытываемого регулятора 12,. сигнал о желаемом или фактическом контролируемом возмущении поступает с выхода третьего переключателя 36 на первый. вход регулятора 12 и сигнал о задании йа выходную переменную с выхода четвертого переключателяна второй вход регулятора 12. Тем самым образуется натурно-модельный контур регулирования, замкнутый через перерасчетную модель 14 объекта по каналу управления, инфс>рмационно связанную с объектом управления, Параметры и структура испытываемого регулятора изменяются с помощью структурно-параметрического задатчика 28 °

"Ф

Точность регулирования рабочего контура оценивается дисперсией, рассчитываемой на скользящем интервале времени. Для этого используется сигнал разности на выходе пятого блока

19 сравнения:между действительным( и заданным значениями выходной переменной объекта управления. Сигнал о полученной разности возводится во втором квадраторе 20 в квадрат и усредняется на конечном интервале времени во втором фильтре 21 низкой частоты. Аналогично с.помощью четвертого блока 16 сравнения, первого квадратора 17 и первого фильтра 18 низкой .частоты определяется точность регулирования в системе с испытываемым регулятором 12. Сигналы о фактически реализованном управляющем воздействии, фактическом и желаемом контролируемом возмущении, выходной переменной объекта управления и задании на эту переменную, модельной выходной переменной, оценках точности регулирования регистрируются на регистраторе 41, представленном, например, графическим терминалом.

1100Ь08

Составитель П. Кудрявцев

Редактор М. Петрова Техред C. Легеза Корректор И. Эрдейн

Заказ 4580/37 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4