Адаптивный регулятор

 

Изобретение относится к области систем управления, а именно к системам с переменной структурой. Изобретение позволяет за счет введения усилителя с переменной структурой обеспечить адаптивное регулирование, обеспечивающее увеличение точности в случае, когда параметры объекта существенно изменяются. 1 ил. (Л IN9 1C 00 vj 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1228073 А1 (5g4 С 05 В 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц-, . „,;13!

ЬНЬЯ1%1 Б!ik

- К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К)

К)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3722070/24-,24 . (22) 05.04.84 (46) 30.04.86. Бюл. 9 16 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М.Азизбекова .(72) P.À.Àëèåâ, С.М.Джафаров и M.Ô.Çåéêàëoâ. (53) 62-50 (088. 8) (56) Алиев P.À. Джафаров С.M.

Зейналов М.Ф. Адаптивный регулятор для регулирования температуры реактора процесса двухступенчатого каталитического крекинга. — Известия вузов, Нефть и газ, 1981, В 6, с. 73-78.

Авторское свидетельство СССР

Р 746414, кл. С 05 В 13/00, )980. (54) АДАПТИВНЬ И РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к области систем управления, а именно к системам с переменной структурой. Изобретение позволяет за счет введения усилителя с переменной структурой обеспечить адаптивное регулирование, обеспечивающее увеличение точности в случае, когда параметры обьекта существенно изменяются. 1 ил.

4 122807

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического регулирования промышленных, в част» ности, нефтеперерабатывающих и нефтехимических объектов, характеризующихся наличием запаздывания и инерционности, изменяющихся в определенном диапазоне.

Цель изобретения — повышение точнос- 1О ти, На чертеже изображена структурная схема регулятора.

Регулятор содержит первый 1, вто- рой 2 и третий 3 сумматоры, диффе- 15 ренциатор 4, интегратор 5, блок умножения 6, блок изменения структуры 7, блок определения модуля 8, фильтр 9 с переменной структурой, усилитель 10 с переменной структурой, источник 11 20 постоянного напряжения.

Регулятор реализует закон управления к (t) =к„+к (t), () = ч (я„а)К (t) (2) 30

U(t)=(K„+ к. (t)) К(11 т, 8 (t) н

+ — — JE (e) ав), K.(t) > o, (l) где Е () — ошибка регулирования, равХЗ (t) x(1);

x (t) и х .(t) - регулируемая выходная ь координата и задание; — время, 9 — переменная интегрирования;

К и К вЂ” соответственно постоян- З5 и О ная и автоматически изменяемая часть коэффициента усиления регулятор

Т и Т вЂ” соответственно постоянная н времени дифференцирования и интегрирования °

Регулятор работает следующим образом.

Регулируемый выходной сигнал объекта x(t) и х поступают на соот„ ла

И 1) ветствующие (минусовой и плюсовой ( входы сумматора 1, выходной сигнал которого поступает на входы интегратора 5, дифференциатора 4 и на пер50 вые входы сумматора 2 и блока изменения структуры 7. Выходной сигнал суммаt ((gl*T ЕН) T„JF (9)JS

О тора 2 поступает на первый Вход блока умножения 6, на втброй вход которого поступает выходной сигнал К„ +

3 2

+ К„(с) контура адаптации. На выходе блока умножения 6 формируется выход" ной сигнал регулятора U(t), Выходной сигнал дифференциатора 4 поступает на вход блока определения модуля 8 и на второй вход блока изме" пения.структуры 7.

В контуре адаптации на основе сигналов Е и E. формируется автоматически изменяемый коэффициент усиления регулятора по алгоритму г де ф при С (0

w(eÄc) =

О при ЕЕ > О, Ф =сопя t, (3) который реализуется с помощью блоков изменения структуры 7 и усилителя с переменной структурой 10.

Максимальное значение модуля реальной производной 1Е1 формируется на основе выходного сигнала1C1 блока определения модуля 8 в фильтре 9 по алгоритму

Т вЂ” С1 + 1Е1 = 1Е)

Т„приЫ I> 1Еl

T npu1 1 1, Т (<Т, (4) где Т и Т вЂ” постоянные времени

1 2 фильтра.

Выходной сигнал дифференциатора

4 поступает на вход блока определе ния модуля 8, на выходе которого формируется сигнал (Ff . Выходной сигнал блока 8 поступает на вход фильтра 9 с переменной структурой.

При выбранном соотношении постоянных времени Т, и Т фильтр 9 оценивает максимальные значения модуля производной по алгоритму (4) и на его выходе формируется выходной сигнал1 ), который поступает на первый вход усилителя 10 с переменной структурой. На второй вход усилителя с переменной структурой подается выходной сигнал блока изменения структуры 7, который производит логическое умножение в фазовой плоскости (g Е ). .На основе выходного сигнала

sign g E блока изменения структуры 7 в блоке 10 устанавливается коэффициент усиления равный либо Ч „ . (при

1228073

F E. (О), либо О (нулю) при > О.

На входе усилителя 10 с переменной структурои формируется сигнал К (t)+ (Е )1с1, поступающий на первый вход сумматора 3, на второй вход кото- 5 рого подается сигнал, соответствующий значению постоянной части коэффициента усиления К„. На выходе сумматора 3 формируется автоматически изменяемый коэффициент усиления К (t) >O

Р

= К„+ К (t), который поступает на второй вход блока умножения 6 основного контура регулятора.

Предложенный регулятор в системе автоматического регулирования париру- 15 ет существенные изменения параметров объекта следующим образом. При увеличении постоянных времени передаточной функции объекта переходной процесс в системе имеет апериодический 20 характер. Фильтр переключается с Т

1 на Т, что уменьшает значение автоматически изменяемого коэффициента усиления регулятора и коэффициентов при дифференцировании и интегрировании ошибки, следовательно исключается перерегулирование и уменьшается время регулирования переходного процесса. При уменьшении постоянных времени объекта, что соответствует коле- 30 бательному переходному процессу, фильтр переключается с Т на Т увеу, У личивая значение адаптируемого коэффициента усиления и коэффициентов при дифференцировании и интегрировании ошибки. Но на отрезке переходного процесса, при котором Е > О, блок изменения структуры выдает управляющую команду на усилитель с перемен-ной структурой, на выходе которого 4б сигнал скачком равняется нулю. На выходе сумматора формируется минимальное значение, соответствующее самой

"медленной" динамике объекта, На отрезке переходного прсщесса, при котором ЕЕ с О, значения параметров регулятора увеличиваются с большой скоскоростью, и тем самым ошибка быстро стремится к нулю.

В результате такой работы регулятора уменьшается перерегулирование (в первом случае) и время регулирования (во втором случае).

Формула изобретения с

Адаптивный регулятор, содержащий блок умножения, последовательно соединенные первый сумматор, дифференциатор блок определения модуля и фильтр с переменной структурой, последовательно соединенные интегратор и второй сумматор, последовательно соединенные источник постоянного напряжения и третий сумматор, первый и второй входы блока изменения структуры соединены соответственно с вы;ходом первого сумматора и выходом дифференциатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит усилитель с переменной структурой, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом фильтра с переменной структурой и выходом блока изменения структуры, а выход через третий сумматор — с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, соединенного вторым вхо-. дом с выходом первого сумматора, а третьим выходом - с выходом дифференциатора.

1228073

Составитель В.Кузин

Техред И.Попович

Корректор А. Зимокосов

Редактор К.Волощук

Заказ 2286/48 Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4