Адаптивное регулирующее устройство

 

Изобретение может быть использовано для построения локальных систем управления техническим объектами. например сталеплавильными агрегатами, которые содержат звенья чистого запаздывания и подвержены воздействию координатно-параметрическнх возмущений с неизвестными статистическими характеристиками. Цель изобретения состоит в повышении точности регулирования . Устрййство содержит линейный фильтр , обратную модель объекта 2, установочный вход которой является сигнальным входом устройства, первый сумматор 3, элемент ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ 4, делит ejib 5, интегратор 6, усилитель 7 с настраиваемым коэффициентом усиления, второй сумматор 8, первый блок 9 задержки и инвертор 10, а также второй блок 11 задержки, вход которого является информационным входом устройства, а выход сумматора является выходом устройства . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) д 11 4 С 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 3884748/24-24 (22) 15.04.85 (46) 30.11.86. Бюп, 11 44 (72) В.И.Соловьев, А.Л.Бунич, A.E.Êîøåëå8, Г.Д.Булойчик, В.А.Буй.мов, И.В.Петрунин, Е.В Турчанинов и В.А.Лачков (53) 62-50(088.8) (56) Солодовников В.В.,Филимонов А.Б.

Упреждакнцее управление линейными стационарными объектами с запаздыванием. - Автоматика и телемеханика, 1982 ° Р llв с. 57-60.

Авторское свидетельство СССР

Р.1064271, кл. С 05 В 13/02, !983 (прототип). (54) АДАПТИВНОЕ РЕГУЛИРУКЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение может быть использовано для построения локальных систем управления техническими объектами, например сталеплавильными агрегатами, которые . содержат звенья чистого запаздывания и подвержены воздействию координатно-параметрических возмущений с неизвестными статистическими характеристиками. Цель изобретения состоит в повышении точности регулирования. Устройство содержит линейный жльтр 1, обратную модель объекта 2, установочный вход которой является сигнальным входом устройства, первый сумматор 3, элемент ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ 4, делитель 5, интегратор 6, усилитель 7 с настраиваемым коэффициентом усиления, второй сумматор 8, первый блок 9 задержки и Ж инвертор IO, a также второй блок 11 задержки, вход которого является информационным входом устройства, а выход сумматора является выходом уст . ройства. 1 ил.

1273878 л

f=(U ». — Ц, ) О

Б „. -11

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к беспоисковым адаптивным системам регулирования, и может быть использовано для построения локальных систем управления техническими объектами, например сталеплавильными агре. гатами, которые содержат звенья чистого запаздывания и подвержены воздействию координатно-параметрических 10 возмущений с неизвестными статистическими характеристиками.

Цель изобретения, — повьппение точности регулирования, быстродействия адаптивного регулирующего устройства 1з и одновременно его упрощение эа счет отказа от систем определения знаков производных огибающих сигнала идеаль-. нога управляющего воздействия. На чертеже дана схема устройства. 20

Схема содержит линейный фильтр 1, обратную модель объекта 2, установочный вход которой является сигнальным, входом устройства, первый сумматор 3, элемент 4 ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, делитель 5, интегратор б, усилитель

7 с настраиваемым коэффициентом усиления, второй сумматор 8, первый блок 9 задержки, инвертор 10, второй блок 11 задержки, вход которого явля- 30 ется информационным входом устройст" ва, а выход сумматора 8 является выходом устройства.

Адаптивное регулирующее устройство работает следующим образом.

При поступлении в момент времени

t-7 ненулевого сигнала измеряемого возмущения Х+ на информационный вход устройства, сигнала Е.ь ошибки регу- 40 пирования с запаздыванием о на сигнальный вход устройства и сигнала за+ дающего воздействия У.ь на линейный фильтр 1 на выходе обратной модели

Ф

Il

11,„. -11„ = F

1 объекта 2 появляется сигнал U -.иде" -с ального управляющего воздействия с запаздыванием. Передаточная функция

А(Р) линейного фильтра 1 совпадает с заданной передаточной функцией регулятора по каналу задающего aosдействия. На выходе первого сумматора 3 появляется сигнал рассогласования Б -U<, где U< — сигнал управляющего воздействия с запаэдываг нием ь . Для формирования сигнала Uy в устройстве применен контур самонастройки, образованный последовательно соединенными элементом 4 ЗОНА

НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, делителем 5, представляющим собой делительное устройство компенсационного типа, интегратором 6, усилителем 7 .с настраиваемым коэффициентом усиления, представляющим .собои множительное устройство прямого действия, вторым сумматором 2 и первым блоком 9 задержки, на выходе которого, соединенного с вторым входом делителя 5, формируется сигнал Х г, и охваченный отрицательной обратной связью через последовательно соединенный второй блок 11 задержки и инвертор 10, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, До момента включения устройства сигнал идеального управляющего воздействия U< = 0 = О. Величины запаздываний в блокам задержки выбираются равными заданному запаздыванию о в канале измерения выходной переменной объекта. Выходная переменная объекта измеряется с аддитивной помехой, и эквивалентное этой помехе приведенное к выходу обратной модели объекта 2 неизмеряемое возмущение не превосходит по абсолютной величине заданное пороговое значение 0, Характеристика элемента ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ 1

1 л при Ug< -U 8 при U - -U ) 4F

h п ри Ц, г -П1л с -о

На выходе устройства, совпадающем с выходом второго сумматора 8, появляется сигнал

U

Работа устройства иллюстрируется на примере статического объекта с выходной переменной Y hXg, где hнеизвестный коэффициент усиления по э5 входному возмущению Х I. Задающее воздействие Yy = О, а идеальное уп- .

: равляющее воздействие U Y +, где помеха в канале измерения выход1273878

Составитель В..Башкиров

Техред Л.Олейник Корректор М, Самборская

Редактор М.Дьшын

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

II3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Заказ 6475/44

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной переменной представляет собой

Гармонический сигнал (= )sin M t c заданной амплитудой 3 и неизвестной частотой Я . Измерение выходной пере-. менной производится с чистым запаздыванием . В данном примере A(P) = О, %

Kg Yg -„Yg,z а сигнал на выходе устройства Uy J Е(U> — U )dS. После окончания переходного процесса в контуре самонастройки рассогласова4 ние U< — U не превышает по абсолютной величине значение е . В то же время для !работоспособности. прототипа необходимо, чтобы спектр помехи лежал вне полосы пропускания линейного 15

\ фильтра блока выделения экстремумов, что обусловлено использованием дифференциатора..

Таким образом, при более высоком быстродействии по сравнению с прото- 70 типом данное устройство содержит в три раза меньше функциональных элементов.

Предлагаемое адаптивное регулирующее устройство позволит увеличить число плавок, попавших в заданные пределы по температуре и содержанию углерода в стали, на 8Х по сравнению с прототипом, что обеспечит снижение расхода чугуна на тонну стали на 0,6 кг и извести на 0,5 кг. 1

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Адаптивное регулирующее устройство,. содержащее последовательно соединенные линейный фильтр и обратную модель объекта, а также råðâûé и второй сумматоры, первый и второй блоки эадержки, ннвертор, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, быстродействия и одновременно упрощения, в него введены последовательно соединенные элемент ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, делитель, интегратор, усилитель с настраиваемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом линейного фильтра; а выход — с выходом устройства и с входом второго блока задержки, выход которого соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выхо-. дом обратной модели объекта, а выход— с входом элемента ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, выход первого блока задержки соединен с вторым входом делителя, а вход - с управляющим входом усилителя с настраиваемым коэффициентом усиления и с информационным входом устройства, установочный вход обрат- . ной модели объекта соединен с первым сигнальным входом устройства, а вход линейного фильтра — с вторым сигнальным входом устройст— ва.