Система управления для объектов с запаздыванием

 

Изобретение относится к области автоматического управления и позволяет решать задачи оптимального управления системой для объектов с запаздьшанием, содержащих интегрирующее звено. Цель изобретения - повьшение качества регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в систему , содержащую регулятор, два сумматора , корректирующее звено, модель объекта управления, звено запаздывания с инвертором, введено интегрирующее звено, установленное на выходе второго сумматора. 2 ил-. to со со О) 00 о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3744137/24-24 (22) 22.05.84 (46) 23.06.86. Бюл. У 23 (71) Киевский ордена. Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (72) В. Н. Киричков и А. ф. Бабич (53) 62-50(088.8) (56) Догановский С. А., Иванов В. А.

Устройство запаздывания и их применение в автоматических системах.—

М.: Машиностроение, 1966, с.280.

Авторское свидетельство .СССР

805255, кл. G 05 В 1.7/00, 1981.

„„SU„„)l 239686 А1 (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАВД11ВАНИЕМ (57) Изобретение относится к области автоматического управления и позволяет решать задачи оптимального управления системой для объектов с запаздыванием, содержащих интегрирующее звено. Цель изобретения — повьппение качества регулирования. Поставлен. ная цель достигается тем, что в систему, содержащую регулятор, два сумматора, корректирующее звено, модель объекта управления, звено запаздывания с инвертором, введено интегрирующее звено, установленное на выхоце второго сумматора. 2 ил.

1239686

Изобрете |ие относится к автомати ческому управлению и позволяет ре.— шать задачи оптимального управления адаптивной системы для объектов с запаздыванием. 5

Цель изобретения — повышение качестна регулирования системы.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы управления для объектов с эапаздьгванием; на фиг. 2 — структур- 10 ная схема упредителя и переходные процессы, протекающие в нем.

Система содержит ПИД-регулятор 1, вход которого связан с выходом первого сумматора 2, а выход регулятора !5 подключен к входу объекта 3 регулирования и к входу модели 4 объекта (представленного элементарным аперио дическим звеном), выход модели 4 объекта соединен с входом корректи- 20 рующего звена 5 и с входом стандартного блока 6 запаздывания БПЗ-211 с инвертором, выходы которых соединены с входами второго сумматора 7, выход которого соединен с входом пер- 25 вого сумматора через интегрирующее звено 8.

Система управления работает следующим образом.

В установившемся режиме регулируе g0 мая координата Хо равна сигналу задания Х и сигнал рассогласования Я равен нулю. При поступлении возмущения F на объект 3 начинает изменять— ся регулируемая координата Х

На выходе первого сумматора 2 появляется сигнал рассогласования, который поступает на вход регулятора 1.

На выходе регулятора 1 формируется регулнрующее воздействие, которое по40 ступает на вход объекта 3 регулированин и на вход модели 4 объекта, которая входит в состав упредителя.

Передаточная функция упредителя с регулятором имеет вид

Ъ7р (о) (р} - — — — --" -"- - — > (1)

Рч 1 -4p

1+11 (р)11,. (р)(— — -е ) где 11 (р) — передаточная функция реГ гулятора;

W (р) — передаточная функция мо051 дели объекта без запаздывания, / с — зала здьгв ание объект а.

Предположим, что объект 3 регулирования имеет передаточную функцию вида „7,р ь1 (р) = — --- — г ое (2)

06 (Тдр+1 ) р (4) где Ко — коэдхЪициент усиления объекта;

Т вЂ” постоянная времени объекта. о

Тогда передаточные функции звеньев цепи упредителя имеют вид модель 4 объекта (апериодическое звено)

11 (p) = — -- ——

<о (3) оБ м Т p+1

G корректирующее звено 5 (апериодическое звено) !

W (р) =---- < с p+1 блок 6 запаздывания с инвертором, И, (р)=-е (5) интегрирующее звено 8

W (р)=-— гг

Цепбчка упредителя, состоящая из модели 4 объекта, блока 6 запаздывания с инвертором и интегрирующего звена 8, аналогична передаточной функции объекта и служит для компенсации вьгходного сигнала объекта. Управление производится по сигналу, проходящему через цепочку, состоящую из модели 4 объекта, корректирующего звена 5 и интегрирующего звена 8. В этой цепи отсутствует запаздывание и исключается его влияние на процесс ругулирования, Для выяснения физического смысла корректирующего звена рассматривают переходные процессы в упредителе типа

1 р 1 . (7)

И, (р)=(--- -e ) °- .РР îр+1 P

На фиг. 2 изображены структурная схема упредителя (7) и переходные процессы, протекающие в нем. При этом установлено, что в системе отсутствует статическая ошибка, т.е. в установившемся режиме на выходе интегрирующего звена 8 сигнал Х г который поступает на вход первого сумматора 2, равен нулю только в том случае, если величина постоянной вре мени корректирующего звена равна величине запаздывания, а также если эти параметры и коэффициент преобразования интегрирующего звена являются неизменными во времени переход— ных гроцессов системы и если между этими звеньями не содержатся звенья с переменными параметрами.

Из перечисленньгх условий видно, что вывод интегрирующего звена из состава модели 4 объекта обусловливается устранением статической ошибки, которая может быть в случае ва. риации,параметров звеньев упредителя (7) при построении адаптивной мо— дели.

При построении предлагаемого устройства необходимо реализовать регулирующее известное устройство. При этом регулятор V (р) выбирается из условия наилучшего качества регулиро вания цежочкой упредителя, в которую входят модель 4 объекта, корректирующее звено 5 и интегрирующее звено 8.

Формула изобретения

Система управления для .объектов с запаздыванием, содержащая регуля239686 4

-,ор, вход которого связан с выходом первого сумматора, а выход регулятора подключен к входу объекта регулирования и к входу модели объекта., 5 выход объекта соединен с первым входом первого сумматора, выход модели объекта соединен с входом корректирующего звена и с входом блока запаздывания с инвертором, выходы которых соединены соответственно с первым и вто— рым входами второго сумматора, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, в нее введено интегрирующее звено, вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход— с входом первого сумматора.

1239686

Составитель П. Кудрявцев

Редактор Н. Рогулич Текред О.Гортвай

Корректор N. Максимишинец

Подписное

Заказ 3395/48 Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4