Устройство для компенсации запаздывания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЗАПАЗДЬШАНИЯ, содержащее последовательно соединенные первый блок сравнения , регулятор, первый корректирующий блок с запаздыванием и объект управления, вход которого через первую модель объекта управления соединен с первым входом второго блока сравнения, а выход регулятора модель корректирующего блока без запаздывания соединен с входом второй модели объекта управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства , otio содержит второй корректирующий блок с запаздыванием, вы-ходом подключенньй к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второй модели объекта управления, выход объекта управления соединен «Л с вторым уходом второго блока сравнения , выход которого подключен к входу второго корректирующего блока с запаздыванием.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) Ol) (д) С 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авто сном свидетельств

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 I) 3404433/18-24 (22) 03.03.82 (46) 15.08.84. Бюл. У 30 (72) А.П. Инешин (7 1) Научно-исследовательский проект но-конструкторский и технологический институт электрических машин постоянного тока Прокопьевского завода Злектромашина" (53) 62-50(088.8) (56) 1. Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. Пер. с польск. M., "Машиностроение", 1974, с. 157.

2. Авторское свидетельство СССР

В 263016, кл. С 05 В 11/01, 1970 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ

ЗАПАЗДЬЗАНИЯ, содержащее последовательно соединенные первый блок сравнения, регулятор, первый корректиРующий блок с запаздыванием и объект управления, вход которого ерез первую модель объекта управления соединен с первым входом второго блока сравнения, а выход регулятора через модель корректирующего блока без запаздывания соединен с входом второй модели объекта управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй корректирующий блок с запаздыванием, вы-. ходом подключенный к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второй модели объекта управления, выход объекта управления соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход которого подключен к входу второго корректирующего блока с запаздыванием.

1108390

1О

Целью изобретения является повышение точности устройства для компенсации запаздывания. 55

Поставленная цель достигается тем, что устройство для компенсации запаздывания, содержащее последоваИзобретение относится к технике построения замкнутых систем автоматического регулирования, содержащих звенья с запаздыванием.

Известны устройства для компен- 5 садни запаздывания, используемые в замкнутых системах различного назначения для устранения влияния запаздывания на устойчивость системы (17.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, использованное в замкнутой системе авторегулирования, состоящей из последовательно соединенных первого блока сравнения, регулятора, корректирующего блока с а запаздыванием и объекта управления, содержащее второй блок сравнения, первый вход которого связан с выходам регулятора посредством последовательно соединенных модели корректирующего блока без запаздывания и модели объекта управления, а второй вход второго блока сравнения связан с входом объекта управления посредством второй модели объекта управления. При этом выход объекта управления и выход второго блока сравнения соединены с входами перво- 5О го блока сравнения F27.

В прототипе используется прием дифференциального сравнения сигналов без запаздывания, поступающих в устройство с входа и выхода коррек-З тирующего блока с запаздыванием, благодаря чему компенсируется влияние запаздывания этого блока на устойчивость замкнутой системы. Однако отсутствует положительное влия- 4О ние такого устройства на статическую точность системы (главным образом на ее способность компенсировать действие возмущений на объект управления, а также затруднитель- 45 на физическая реализация устройства в том случае, когда корректирующему блоку с запаздыванием соответствует реальная физическая среда, не допускающая возможности построения устройства-прототипа без звеньев с запаздыванием. тельно соединенные первый блок сравнения, регулятор, первый корректирующий блок с запаздыванием и объект управления, вход которого через первую модель объекта управления соединен с первым входом второго блока сравнения, а выход регулятора через модель корректирующего блока без запаздывания соединен с входом второй модели объекта управления, содержит также второй корректирующий блок с запаздыванием, выходом подключенный к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второй модели объекта управления, выход объекта управления соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход которого подключен к зходу второго корректирующего блока с запаздыванием.

На чертеже представлена совмещенная функциональная и структурная блок-схема предлагаемого уст ройства для компенсации запаздывания.

Устройство состоит из последовательно соединенных первого блока сравнения 1 с управляющим воздействием, регулятора 2 с передаточной функцией И, первого корректирующего блока 3 с запаздыванием „ Ь, и передаточной функцией W е и объекта управления 4 с передаточной функцией W, выходным сигналом и приведенным к выходу объекта возмущающим воздействием Z.

Первая модель объекта управления 5 с передаточной функцией W< связывает вход объекта управления

4 с первым входом второго блока сравнения 6, второй вход которого соединен с выходом объекта управления 4 непосредственно. Выход регулятора 2 черед модель 7 первого корректирующего блока 3 без его запаздывания,, имеющей передаточную функцию W,„,, соединен с входом второй модели объекта управления 8 с передаточной функцией W„;>, выход которой связан с вторым входом первого блока сравнения 1. Кроме того, устройство содержит второй корректирующий блок 9 с запаздыванием Т

ы передаточной функцией W>. e выходом подключенный к первому входу первого блока сравнения 1, а

1108390

ВНИИХИ Заказ 5862/32 Тираж 842 Подписное

Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул.Проектная, 4 входом связанный с выходом второго блока сравнения 6.

При идентичности передаточных функцйй первой 5 и второй 8 моделей объекта управления его. собственной передаточной функции, т.е. при Wp = W, а также при идентичности передаточных функций первого корректирующего блока 3 без его запаздывания „ и его модели 7, т.е. при W< = W<<, общая передаточная функция системы с ее устройством для компенсации запаздывания, характеризующая в операторной форме записи связь между выходным сигналом Х(р) объекта управления 4 с управляющим Хо(р) и возмущающим Z(p) в о эдей с тви ем, при нимае т вид

Отсутствие в знаменателе полученного выражения передаточной функции членов, содержащих запаздывание, указывает на достигаемый эффект его компенсации на устойчивость системы, причем обеспечивается инвариантность устойчивости к изменениям запаздываний как первого 3, так и второго 9 блоков с запаздыванием.

Повышение точности работы устройства по,управляющему воздействию определяется независимостью первого слагаемого передаточной функции, определяющей связь Х = f (Х ), от параметров второго корректируннцего блока с запаздыванием 9, входящего в состав цепи обратной связи объекта управления 4 с первым блоком срав нения 1 и регулятором 2 системы.

Кроме того, в статическом установившемся режиме работы может быть дополнительно повышена статическая точность системы по возмущающему воздействию, если связать величину статического коэффициента передачи второго корректирующего блока с запаздыванием 9 с величинами стати5 ческих коэффициентов передачи регулятора 2, первого корректирующего блока с запаздыванием 3 и объекта з управления 4 таким образом, чтобы числитель дроби второго слагаемого

10 в полученном выражении передаточной функции системы, определяющий зависимость x = f<(Z), обратился в нуль (при р - О). Это достигается при соотношении (1+ .< 1

P o где К вЂ” статический коэффициент

Р передачи регулятора 2;

К вЂ” статический коэффициент передачи первого блока 3, К вЂ” статический коэффициент передачи объекта управления 4;

К вЂ” выбираемый статический ко2 эффициент передачи второго корректирующего блока с запаздыванием 9.

Наличие в устройстве двух корректирующих блоков с запаздыванием

ЗО (3 и 9), связывающих регулятор 2 и объект управления 4, облегчает прак тическую реализацию устройства для компенсации запаздывания в тех случаях, когда регулятор и объект уп35 равления разделены физической средой, не допускающей возможности использования устройства компенсации запаздывания по С23, основанному на возможности безынерционного (без

40 запаздывания) сравнения сигналов, снимаемых до и после компенсируемого звена с запаздыванием.

Использование изобретения позволяет увеличить точность работы сис45 темы по управляющему и возмущающему воздействию, обеспечивая инвариантную компенсацию запаздываний обеих корректирующих блоков с запаздыванием, связывающих регулятор и

5g,»объект управления.