Адаптивный прогнозирующий регулятор

 

) АДАПТИВНЫЙ ПРОГНОЗИРУЮЩИЙ РЕГУЛЯТОР, содержаний последовательно Bj nj04eHHbie первый элемент сравненик , первый фильтр низкой частоты, обратную модель объекта, второй элемент сравнения, третий элемейт сравнения , второй фильтр низкой частоты и элемент экстраполяции последовательно включенные, .первый 8 сумматор, исполнительньй орган 9, третий фильтр 10низкой .частоты и первый элемент 11задержки, выход которого соединен ;с вторым входом второго 4 элемента сравнения, последовательно включенные четвертый фильтр низкой чаЪтоты , первый масштабир тощий элемент, второй элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента сравнения, последовательно включенные первый блок экстраполяторов, блок элементов сравнения и первый блок масштабирующих элементов, последовательно включенные четвертый элемент сравнения , инерционное звено и второй масштабирующий элемент, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, остальные входы второго сумматора соединены с соответствую§ щими выхода масштабируюптих элементов первого блока масштабирующих V элементов, пятый элемент 22 сравнения , соединенньй первым входом с с выходом третьего фильтра 10 низкой . частоты, а вьжодом - с входами блог ка элементов задержки и вторым входом первого-элемента сравнения блока элементов сравнения, вторые входы N3 СО остальных элементов сравнения блока элементов сравнения соединены с соответствзтопщми выходами элементов заО tvD держки блока элементов задержки, за исключением последнего элемента задержки этого блока, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента сравнения первый блок элементов адаптации, первые входы которых соединены с выходом второго фильтра низкой частоты, второй вход первого элемента адаптации первого блока адаптации соединен с выходом экстраполятора, вторые входы остальных элементов адаптации первого блока адаптации - с соответствующими выходами экстраполяторов первого

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО14ИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗЫ С05В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕЛ ЕНИЯ...

ГОСУДЮ СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТН Ий И ОТКФИТИй (21) 3452649/18-?4 (22) 17.06.82 (46) 07. 11.84. БюлМ 41 (72) С.В.Емельянов, В.П.Авдеев, Л.А.Сульман, Л.П.Мышляев, В.А.Улахо-. вич, В.И;Нетронин, А.K.Èêêîíåí и А.В.Поляк (71) Центральное проектно-конструкторское бюро по системам автоматизации производства и Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго

Орджоникидзе (53) 62-50(088.8) (56) 1. Гурецкий Х. Анализ и синтез управления с запаздыванием. N.

"Машиностроение", 1974 °

2. Райбмаи Н.С., Чадеев В.М.

Построение моделей процессов производства. М,, Энергия", 1976, с.273, рис.7.1.

3. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления ° H., "Мир", 1975, с.432,433., рис.9.2, 9.3.

4. Авторское свидетельство СССР

9815713, кл. 5 05 В 13/02, 1979 (прототип). (54)(57) ЦАПТИВНЪМ ПРОГНОЗИРУЮЩИЙ

РЕГУЛЯТОР, содержащий последовательно включенные первый элемент срав-, нения, первый фильтр низкой частоты, обратную модель объекта, второй элемент сравненгля, третий элемент сравнения, второй фильтр низкой частоты и элемент экстраполяции последовательно включенные первый 8 сумматор, исполнительный орган 9, третий фильтр

i0 нлзкой частоты и первый элемент

11 задержки, выход которого соединен

;с вторым входом второго 4 элемента сравнения, последовательно вклю-ЬУ.» I 3 2 2А чейные четвертый фильтр низкой частоты, первый масштабирующий элемент, второй элемент задержки, выход которого с единен с вторым входом третьего элемента сравнения, последовательно включенные первый блок экстраполяторов, блок элементов сравнения и первый блок масштабируюших элементог,, последовательно включенные четвертый элемент сравнения, инерционное звено и второй масштабирующий элемент, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, остальные входы второго сумматора соединены соответствующими выходаМи масштабирующих элементов первого блока масштабирующих элементов, пятый элемент 22 сравнения, соединенный первым входом с выходом третьего фильтра fO низкой частоты, а выходом — с входами блока элементов задержки и вторим входом первого элемента сравнения блока элементов сравнения, вторые входы остальных элементов сравнения блока элементов сравнения соединены с соответствующими выходами элементов задержки блока элементов задержки, за исключением последнего элемента задержки этого блока, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента сравнения первый блок элементов адаптации, первые входы которых соединены с выходом второго фильтра низкой частоты, второй вход первого элемента адаптации первого блока адаптации соединен с выходом зкстраполятора, вторые входы остальных элементов адаптации первого блока адаптации — с соответствующими выходами экстраполяторов первого

1123020 блока экстраполяторов, выход первого элемента адаптации первого блока элементов адаптации соединен с дополнительным входом зкстраполятора, выходы остальных элементов адаптации первого блока элементов адаптации .подключены к соответствующим дополнительным входам экстраполяторов первого блока зкстраполяторов, схему адаптации, первый вход которой соединен с выходом четвертого фильтра низкой частоты, второй вход с выходом второго элемента сравнения, à выход — с дополнительным входом первого масштабируюЩего элемента, первый вход первого сумматора соединен с выходом второго сумматора, выход третьего элемента сравнения — с вторым входом четвертого элемента сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективпости управления, в него введены пятый фильтр низкой частоты, второй блок экстраполяторов, второй и третий блоки элементов адаптации, последовательно включенные третий блок экстраполяторов,блок сумматоров и второй блок масштабируюир-;х элементов, причем вход пятого фильтра низкой частоты соединен с выходом первого масштабирующего элемента, а выход — с первая входами экстраполяторов третьего блока экстраполятоИзобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные транспортные и инерпионные запаздывания и подверженными влиянию контролируемь х и неконтролируемых возмущений, характеристики которых изменяются на интервале времени транспортного запаздывания.

Предполагается, что динамика преобразующих каналов рассматриваемого класса объектов дос" àòî÷íî хорощо аппроксимируется оператором ров, с первыми входами элементов адаптации третьего блока элементов адаптации и с вторым входом пятого элемента сравнения, вторые входы элементов адаптации третьего блока элементов адаптации соединены с соответствующими выходами экстраполяторов третьего блока экатПаполяторов, 1 а выходы — с дополнительньпж входами экстраполяторов третьего блока экстраполяторов, выход второго фильтра низкой частоты соединен с первыми входами зкстраполяторов второго блока экстраполяторов и первыми входами элементов адаптации второго блока элементов адаптации, вторые входы элементов адаптации второго блока элементов. адаптации соединены с соответствующими выходами экстраполяторов второго блока зкстраполяторов, а выходы — с соответствующими дополнительными входами экстраполяторов второго блока экстраполяторов, выход элемента экстраполяции соединен с вторым входом первого сумматора

/ блока сумматоров, а вторые входы остальных сумматоров блока сумматоров соединены с соответствующими выходами экстраполяторов второго блока экстраполяторов, выходы масштабирующих элементов второго блока масштабирующих элементов соединены с соответствующими входами первого сумматора . коэффициенты усиления д, k u постоянные времени Т, t которого с течением времени изменяются незначительно, — выходная переменная объекта управления;

U,î) — регулирующее воздействис и контролируемое возмущение.

Задача управления заключается

1О в обеспечении инвариантности выходной переменной объекта управления от контролируемых и неконтролируемых внешних воздействий при условии ,.минимизации затрат на управление. ц Примером такого рода объектов служат современные доменные печи, которые подвержены влиянию контролируемых и неконтролируемых возму112 020

Наиболее близким к предлагаемому является прогнозирующий регулятор, содержащий последовательно включенные первый элемент сравнения, первый фильтр низкой частоты, обратную модель объекта„ второй элемент

:сравнения, третий элемент сравнения, второй фильтр низкой частоты, экстраполятор, первый сумматор, исполнительный орган, третий фильтр низкой - 0 частоты и первый элемент задержки, выход которогс соединен с вторым входом второго элемента сравнения, последовательно включенные четвертый фильтр низкой частоты, первый масштабирующий элемент, второй элемент. задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента сравнения, последовательно включенные первый блок экстраполяторов„ блок элементов сравнения и первый блок масштабирующих элементов, последовательно включенные чет. вертый элемент сравнения, инерционное звено и второй масштабирующий элемент, выход которого соединен с первым входом второго сумматора остальные входы второго сумматора щений. В частности, к числу контролируемых возмущений относятся изменения химического состава агломерата, и кокса, а к числу неконтролируемых " изменения их гра.чулометрического состава. Каналы преобразования регулирующих воздейст:-.ий и контролируемьж возмущений сверху печи с выходом на показатели качества чугуна характеризуются постоянными времени порядка 3-> ч. При правлении тепловым и шлаковым режимами доменной печи необходима минимизация расхода дорогостоящего доменного кокса, а также флюсующих добавок,. уменьшение расхода которых ведет к повышению производительности агре1 ата

Для описанньгх объектов известны регуляторы с косвенным измерением и экстраполяцией неконтролируемых возмущений,, содержащие обратные модели объектов управления, блоки . задержки, экстраполяторы и блоки сравнения (13-(3).

Такие регуляторы не обеспечивают высокой точности регулирования изза того, что в них не учитываются в явном вице контролируемые возмущения, 5

fO

20 с г

30 соедиr,":":.:û с выход;::.ми масштат-.руюуг зле ;ентгз,грвого блока масштлбируюш.х элементов., пятый эг.мент сравнения соединенный первым входом с выходом первого масштабирую щего элемента,- вторым входом с выходом третьего фильтра низкой частоты, а выходом — с входами элеме.ртов задержки блока элементов за..- ржки и вторым входом первого элемента сравнения блока элементов сравнения, вторые входы остальных элементов сравнения блока элементов

cp.--."çíåíèÿ соедин:. ;:и с выходами элементов задер: †;.ки блока элементов задержки, за исключением последнего элемента задержки этого блока. выход которого подключен к первому входу четвертого элемента сравнения, первый блок элементов адаптации, первые входы которых соединены с выходом второго фильтра низкой частоты, второй вход первого элемента адаптации первого блока адаптации соединен с выхоцом экстраполятора, вторые входы остальных элементов адаптации первого блока адаптации— с выходами экстраполяторов первого блока экстраполяторов, выход первого элемента адаптации первого блока элементов адаптации соединен с дополнительным входом экстраполятора, выходы остальных элем - 1тов адаптации первого блока элементов адаптации с дополнительными входами экстраполяторов, элемент адаптации, первый вход которого соединен с выходом четвертого фильтра низкой частоты, второй вход с и-.:кодом второго элемента сравнения, а выход — с дополнительным вхоцом первого масштабирующего элемента, второй вход первого сумматора соединен с выходом второго сумматора, третий вход — с выходом первого масштабирующего элемента, вьход третьего элемента сравнения соединен с вторым входом четвертого элемента сравнения.

В прогнозирующем регуляторе с помощью первого и второго элементов сравнения, первого фильтра низкой частоты, обратной модели объекта и элемента задержки восстанавливаются с запаздыванием оценки идеаль-, ных управляющих воздействий. Затем этп оценки пересчитываются на базовые условия контролируемых возмущений, для чего используются чет1123020 вертый фильтр низкой частоты, первый масштабирующий элемент, второй элемент задержки и третий элемент сравнения. Пересчитанные таким образом {приведенные) onållêè идеальных

1 управляющих воздействий экстраполируются по траектории с помощью экстаполятора и первого блока экстраполяторов. Экстраполированное нд предстоящий момент времени управляющее воздействие корректируется в зависимости от разности между фактически реализованными оценками идеальных, а также между фактически реализованныьги и экстраполированными оценками 15 идеальных управляющих воздействий.

Для этих целей служат блок элементов сравнения, первый блок масштабирующих элементов, первый и второй сумматоры, блок элементов задержки, четвертый 20 и пятый элементы сравнения, инерционное звено и второй масштабирующий элемент. Скорректированное управ IsUoIUee- воздействие пересчитывается на условия фактических контролируемых 5 возмущений, для чего ввсдена связь первого масштабирующего элемента ьторь!."! сумматором. Полученное на выходе второгс сумматора управляющее везде ". твие реализуется, исполнитель- З0 ным органом. Для повышения эффективности прогнозирующего регулятора введена адаптация параметров экстраноляторсгг и:гоэффициента первого масштабирующего элемента с помощью соответственно первого блока элементов даптаг„ии и элемента адаптации (41.

Недостаток известного прогнозирующего регулятора заключается в низ40 кой эффекгивности управления. Это объясняется большими затратами на угфавлеггие из-за того, что регулирующие воздействия вырабатываются .

B ответ не только на низкочастотные, 45 o H BblcoKoìàñòoòHûå возмущения, которые могут фильтроваться объектом управл".ния в силу его инерционности.

Цель изобретения — повышение эффективности управления.

Поставленная цель достигается тем, что в прогнозирующий регулятор, содержащий последовательно включенные первый элемент сравнения, первыи фильтр низкой частоты, обратную модель объекта, второй элемент сравнения, третий элемент сравнения, второй фильтр низкой частоты и элемент экстраполяции, последовательно включенные гервый сумматор, исполнительный орган, третий фильтр низкой частоты и первый элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента сравнения, последовательно включенные четвертый фильтр низкой частоты, первый масшта" бирующий элемент, второй элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента сравнения, последовательно включенные первый блок экстраполяторов, блок элементов сравнения и первый блок масштабирующих элементов, последовательно включенные четвертый элемент сравнения, инерционное звено и второй,масштабирующий элемент, выход которого соединен с гервым входом второго сумматора, остальньге входы второго сумматора соединены с соответствующими выходами масштабирующих элементов первого блока масштабирующих элементов, пятый элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом третьего фильтра низкой частоты,, а выходом — с входами блока элементов задержки и вторым входом первогс элемента сравнения блока элементов с равне ния, вторые входы остальных элементов сравнения блока эл ментов сравнения соединены с соответствующими Гыходами элементов задержки блока элементов задержки, за исключением последнего элеггента задержки этОГО блокаq выход котОроГО подклгОчен к первому входу четвер= îãî элемента сравнения, первый блок элсг ентов адаптации, первые входы которых соединены с выходом второго фильтра низкой частоты, второй вход первого элемента адаптации первого блока адаптации соединен с вьлодом экстраполятора, вторые входы остальных элементов адаптации первого блока адаптации — с соответствующими выходамн экстраполяторов первого блока экстраполяторов, выход первого элемента адаптации первого блока элементов адаптации соединен с дополнительным входом экстраполятора, выходы остальных элементов адаптации первого блока элементов адаптации, подключены к соответствующим дополнительным входам экстраполяторов первогo блока экстрапоггяторов, схему адаптации, первый вход которой соединен с выходом четвертого фильтра низкой

1123020 10 точника постоянного сигнала подключен к второму входу сумматора, вход блока задержки соединен с первым входом схемы 6 адаптации, а выходс вторым входом блока умножения, выход интегратора подключен к выходу схемы 6 адаптации (.33.

Блоки 24,2S и 29 адаптации постоянных времени экстраполяторов содержат каждый источник постоянного сигнала, ервый масштабярующий элемент, последовательно включенные первый элемент. сравнения, первый интегратор, первый элемент задержки, второй элемент сравнения, элемент деления, второй масштабирующяй элемент, третий эг.еме11т сравнения, второй интегратор, второй элемент задержки, четвертый элемент сравнения и су1яатор„ выход,, которого соединен с вторым входом элемента деления, а вход— с в11ходом источника постоянного сигнала, выход первого интегратора под:-<лючен к второму входу второго элемента сравнения, выход второго интегратора к второьлу входу четвертого элемента: равнения и через первый масштабирующяй элемент к второму входу тре. ьего элемента сравнения, первый я второй входы элемента адаптация соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемен".а сравнения, выход третьего эле лента сравнения подключен к выходу злемента адаптации,4 3, !

О

g5

Иа чертеже указаны: (Ц вЂ” приращение контролируемого возмущения в 4 ""Й ьломент времени относительно .парного (базового) уровня; 81 выходная переменная объекта управления; >+(Ц - задание на выходную переменную, ц(- управляющее воз действие.

Адаптивный прогнозирующий регулятор работает следующим образам.

Из измеряемого выходного сигнала

« (бобьекта з и рвам зле ленте 1 срав

H » íèÿ вычитается сигнал о задании 1+(ь1на в жадную переменную. Полученный сигнал поступает на первый фильтр

2 низкой частоты, в катаром подав" ляется высокочастотная помеха, что повышает то ность дальнейшего преобразования сигнала. С выхода первого фильтра 2 низкой частоты сигнал пос. тупает на обратную модель 3 объекта без запаздывания,. в частности пропорционально"диФФевенциальное звена. Выходной сигнал обратной модели 3 объекта вычитается во втором элементе 4 сравнения из выходного сигнала первого элемента 11 задержки, о фактическом управляющем воздействии, реализованном в (.- )-й момент времени. В результате на выходе второго элемента 9 сравнения появляется сигнал об оценке ядеального управляющего воздействия

Ы (<- )=U(t--.)-1= (у(Ц V«(-,))

ja где 0 (< - Г1- оценка идеального управляющего воэдейстнил в момент времени (т.- Ц; — время транспортного запаздывания;

-л

V, „— обратная модель объекта без учета запаз.1ьвания.

Сигнал о приращениях контролируемых возмущений и:() подается на вход, четвертого фильтра 12 низкои частоты, где подавляются высокочастотные помехи, а затем умножается в первом ма," 1табирующем элементе

13 на коэфощцяепт К пересчета приращений контролируемьж возмущений в пряращечие управляющего воздействия. Ьыходной сигнал первого ма штабирующего элемента 13 задерживается на время, " во вторрм элементе 14 задержки я вычитается в третьем элементе 10 сравнения из сигнала об U (t-i)с выхода второго элемента 4 сравнения. Выходной сигнал третьего элемента 5 сравнения является сигналом об оценке идеального управляющего воздействия, приведенной расчетным путем к базовому уровню контролчруемого возмущения (сигнал о приведенном управляющем воздействии).,Цля экстраполяции приведенного управляющего воздействия выходной счгнал третьего элемента 5 сравнения подается на второй фильтр 6 низкой частоты, в котором усредняется на интервале времени ai =(1j10-1/20)

Т для экстраполяция траектория этого сигнала конечным числом экстраполяторов. Выходной сигнал второго фильтра 6 низкой частоты подается на экстраполятор 7 и на экстраполяторы второго блока 27 экс раполяторов, выполненных» H8 . .р11мер» в Виде форс. ру1Ощих звеньев» В экстрапаляторе 2

I для реал=-зации корректирую,ей абратEioIi связи, С этой целью апредсляст ся разность íе.кду фактически приведеннь.м H идеальным приведеннымуправляюпп-и воздействием на интервале времени от it-Q, до (t - Ц,.а также разность между фактически приве11 1123020

17 сигнал экстраполируется на интервал времени (+ dij., в экстра-1олятаре 27-1 второго блока 27 экст- рапалятарав на интервал времени (+ 2 d Y ), в экстраполяторе 27- К на интервал времени (a+ Кд ь, где

К= -!а ц — интервал памяти систе2л4 ( мы, Аналогично приведенному управляю- !О щему воздействию экстраполируется траектория корректировок управляющих воздействий по приращениям контролируемых возмущений. Для этого выходной сигнал первого масштабирующего !5 элемента 13 усредняется на интерва< ле времени д ., в пятом фильтре 26 низкой частоты и экстрапалируется в экстрапалятаре 30-0 третьего блока ЗО экстрапалятаров на интервал 20 времени- д, в экстрапалятаре 30-1 на интервал времени 2 д и в экстраполяторе 30- К на интервал времени Кдь .

Выходные сигналы экстраполяторов .25 второго блока 27 экстраполяции суммируются с соответствующими выходными сигналами экстраполяторов третьего блока 30 экстраполятаров в сумматорах блока 31 сумматоров. З0

На выходе блока 30 сумматоров получается экстраполированная на интервал памяти системы траектория управляющего воздействия, обусловленная контролируемьпчи и неконтролируемыми возмущениями.

Для получения управляющего воздействия в текущий момент времени производится свертка полученной траектории путем взвешенного суммирования управляющего воздействия в отдельные моменты времени. С этой целью выходные сигналы сумматоров блока 30 сумматоров умножаются на весовые коэффициенты в cooTçeTCTH þ- 45 щих масштабирующих элементах второго блока 32 масштабирующих элементов и суммируются в pервом сумматоре 7. Коэффициенты в масштабирующих элементах второго блока 32 масштабирующих элементов выбираются таким образом, чтобы убыяали в будущее, например, по экспоненциальному закону и отражали динамику канала регулирования и точность экстраполя55 ции возмущений.

Остальные блоки адаптив!!ого прогнозирующего регулятора предназначены денньпч и экстраполированным приведенным управляющим воздействием на интервале времени от (4- iJ да

С помощью модели канала регулирования без учета запаздывания прогнозируется влияние полученных разно=тей на г.:хадную переь:енную объекта угравления. Найденное изменение выходкой переменкой с помощью П-звена (прапарциональнога регулятора) пересчитывается в корректировку управляющего воздействия по обратной связи.

Для реализации описанной логики экстраполируется с помощью первого блока 15 экстраполятаров траектория выходного сигнала второго фильтра

6 низкой: частоты на интервале времени ат (1- и) да t. В экстрапалятаре 15-1 первого блока 15 экстраполяторов производится экстраполяция на момент времени (1- ". д 1, в экстрапалятаре t5-2 — на момент времени Я вЂ” L + 2ЛТ), в экстраполяторе

15-и- яаментнт времени(4- +д hi=

Сигнал о корректировке управляющего воздействия по приращениям контролируемых возмущений с выхода пятого фильтра 4 низкой частоты вычитается в пята; элементе 22 сравнения из сигнала а реализованном управляющем воздействии с выхода третьего фильтра 10 низкой частоты.

Выходной сигнал пятого элемента 22 сравнения задерживается в элементе

23-1 задержки блока 23 элементов задержки на интервал времени de в элементе 23- h+1 задержки — на интервал времени (n-11-a i в элементе задержки 23- и — на на интервал времени ьд ., В блоке 16 элементов сравнения определяется разность между траекториями экстраполированных и фактических приведенных управлений на интервале времени от (С" !:! дс 1..

Для этого в элементе 16-1 сравнения блока 16 элементов сравнения из выходного сигнала экстраполятора 15-1 первого блока 15 экстраполяторов вычитается выходной сигнал пятого элемента 22 сравнения, в элементе

Ф "А

fnX(9) 1а)- (дХ(В) d6j

4"""М х

13 112

16-2 сравнения — выходной сигнал элемента 23-1 задержки блока 23 задержки, в элементе 16-в сравнениявыходной сигкал элемента 23-п-1 задержки. Сигналы о полученных разнос тях умножаются на весовые коэффициенты в соответствующих масштабирующих элементах первого блока 17 масшта бирующкх элементов и суммируются во втором сумматоре 23-2. В четвертом элементе 18 сравнения из выходного сигнала третьего элемента 5 .сравне-. ния вычитается выходной сигнал элемента 23-и задержки блока 23 элементов задержки. Сигнал с выхода чет. вертого элемента 18 сравненкя преобразуется в инерционном звене 19, умножается яа весовой коэффициент во втором масштабирующем элементе

20 и подается на второй сумматор

21, на выходе которого появляется сигнал о корректировке управляющего воздействия по обратной связи.

Выходнои сигнал второго сумматора

21 подается на один из входов перво го сумматора 7, где алгебраически суммируется с рассчитанным по возмущениям управляющим воздействием.

Полученное таким образом управляющее воздействие реализуется с помощью исполнительного органа 9 и поступает ка объект управления.

В связи с тем, что структурностатистические свойства оценок приведенных управляющих воздействий изменяются, производится адаптация всех экстраполяторов. При условии, что .оператор каждого экстраполятора представлен выражением

T P41

Э (31

IN, é)= T,„ ф где Т - интервал экстраполяции р Ь

Т вЂ” постоянная времени форсирующего звена, адаптацию Т можно производить согласно закону

3020 14 гдеХ(Я- входной сигнал экстраполятора", Х (Щ выходной сигнал экстраполя" тора;

А,S 3 — постоянные величины.

rIpH адаптации экстраполяторов входные и выходные. сигналы подаются на входы элементов адаптации, выходы которых поступают на дополнительные входы экстраполяторов.

1О

Для реализации выражения (4) в элементах адаптации входной сигнал второго входа элемента адаптации вычитается в первом элементе сравнения из входного сигнала второго входа.

Сигнал с полученной разности дХ интегрируется в первом интеграторе, . задерживается в первом элементе задержки на время А, а затем BG втором элементе сравчения вычитается из выходного сигнала первого интегратора. В результате на выходе второго элемента сравкения появляется сигнал о числителе второго члена правой части выражения (4}. Аналогично с помощью второго интегратора, второго элемента задержки и четвертого элемента сравнения обрабатывается выходной сигнал третьего элемента сравнения о величине знаменателя. Выходной сигнал четвертого элемента сравнения суммируется в- сумматоре с выходным сигналом о В, поступающим с выхода источника постоянного сигнала. В итоге появляется сигнал о зка35 менателе второго члена правой части выражения (4). В элементе деления выходной сигнал второго элемента срав нения делится на выходкой сигнал сумматора, затем умножается во вто<0 ром масштабирующем элементе яа постоянный коэффициент d и вычитается в третьем элементе сравнения яэ выходного сигнала второго интегратора, умноженного в первом масшта45 бирующем элементе ка постоянный коэффициент 1/4 . На выходе третьего элемента сравнения появляется сигнал о величине Тф, который поступает на выход элемента адаптация.

Изменчивость характеристик объекта управления по отношению к контролируемым возмущениям учитывается путем адаптации пересчетного коэффициента К,„ первого масштабярующего элемента 13. Для этого на входы схе55 мы 25 адаптации подаются сигналы с выхода второго элемента 4 сравнения и выхода че-.вертого Ьильтпа

1123020

ВНИИПК Заказ 8766: Тираж 841

По анена

Фнлнаа ШШ тент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

12 низкой частоты, а выходной сигнал. схемы 25 адаптации поступает на дополнительный вход первого масштабирующего элемента 13. В схеме 25 адаптации реализуется, в частности выражение где 1 — ичтервал времени интегри"рования;

13

Ю вЂ” оценка идеального управляющего воздействия; и) - приращения контролируемого возмущения, у — постоянный коэффициент.

В схеме 25 адаптации сигнал о ы 20 с первого входа задерживается в элементе задержки на время C возводится в квадрат и суммируется в сумматоре. с сигналом о у с выхода источника постоянного сигнала. На выходе сумматора появляется сигнал о знамечателе выражения (5). На этот сигнал в элементе деления делится выходной сигнал элемента сравнения.

Сигнал с выхода элемента деления подается на интегратор, выходной сигнал которого о величине К„, поступает на выход схемы 6 адаптации и на элемент умножения, где умножается на выходной сигнал о ц элемента задержки. С выхода элемента умножения сигнал идет на элемент сравне— ния, в котором вычитается из сигнала о (я 1 с второго входа схемы

6 адаптации. Выходной сигнал элемента сравнения является сигналом о числителе выражения (5).

Применение предлагаемого адаптивного прогнозирующего регулятора в доменной печи большого объема позволит получить экономический эффект горядка 250-350 тыс.руб. в год за счет увеличения ее производительности на 0,5Х,экономии удельного расхода кокса на 1,5 кг на 1 т чугуна, повышения степени стабилизации химсостава чугуна на 1Ж.