Адаптивная система регулирования процесса контроля

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию , в частности к адаптивным системам регулирования, и может быть использовано для построения систем регулирования процесса контроля производственных параметров. Изобретение позволяет повысить точность регулирования без существенного увеличения затрат на измерение. Система содержит последовательно соединенные первый измеритель, второй сумматор, третий масштабирующий блок, переключатель, выход которого является выходом системы, последовательно соединенные второй измеритель, третий блок сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого измерителя , фильтр низкой частоты, дифференциатор , второй блок определения модуля,второй -блок сравнения,второй вход которого соединен с выходом второго задатчика, масштабирукяций блок, второй блок памяти, блок вычитания , экстраполятор, первый сумматор , второй вход которого подключен к входу второго блока памяти, а выход - к одному из входов третьего блока памяти, другой вход которого подключен к второму входу второго блока памяти и к выходу второго блока задержки, последовательно соединенные первый блок определения модуля , первый компаратор, таймер, второй компаратор, первый ключ, первый блок задержки, выход которого подключен к третьему входу переключателя , к второму входу которого подключена последовательно соединенная цепь из второго ключа и третьего измерителя , последовательно соединенные первый задатчик, первый блок сравнения, первый блок памяти и второй масштабирующий блок, выход которого подключен к входу блока вычитания , другой вход которого подключен к второму входу первого ключа. Вход . второго ключа связан с выходом первого ключа, входы второго измерителя соединены и являются входами устройства . Выход второго измерителя соединен с входами сумматора и третьего блока сравнения. Выход первого слюча связан с входом первого блока задержки. 1 ил.Ф to 00 00 о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„BU, 12788ßß

<511 4 G 05 В 13/02

g(7 Л, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

$5FJill

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3897239/24-24 (22) 03.06.85 (46) 23 ° 12.86. Бюл. У 47 (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.И. Соловьев, Л.П. Мьшщяев, В.П. Авдеев, Б.А. Кустов и В.В. Зимин (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1064271, кл. С 05 В 13/02,1982. (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в частности к адаптивным системам регулирования, и может быть использовано для построения систем регулирования процесса контроля произвоДственных параметров. Изобретение позволяет повысить точность регулирования без существенного увеличения затрат на измерение. Система содержит последовательно соединенные первый измеритель, второй сумматор, третий масштабирующий блок, переключатель, выход которого является выходом системы, последовательно соединенные второй измеритель, третий блок сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого измерителя, фильтр низкой частоты, дифференциатор, второй блок определения модуля, второй .блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика, масштабирующий блок, второй блок памяти, блок вычитания, зкстраполятор, первый сумматор, второй вход которого подключен к входу второго блока памяти, а выход — к одному из входов третьего блока памяти, другой вход которого подключен к второму входу второго блока памяти и к выходу второго блока задержки, последовательно соединенные первый блок определения модуля, первый компаратор, таймер, второй компаратор, первый ключ, первый блок задержки, выход которого подключен к третьему входу переключате" ля, к второму входу которого подключена последовательно соединенная цепь из второго ключа и третьего измерителя, последовательно соединенные первый задатчик, первый блок сравнения, первый блок памяти и второй масштабирующий блок, выход кото-. рого подключен к входу блока вычитания, другой вход которого подключен к второму входу первого ключа. Вход . второго ключа связан с выходом перво-. го ключа, входы второго измерителя соединены и являются входами устройства. Выход второго измерителя соединен с входами сумматора и третьего блока сравнения. Выход первого ключа связан с входом первого блока ! задержки. 1 ил.1278808

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в частности к адаптивным системам регулирования, и может быть испольэо" вано для построения систем регулирования процесса контроля производственных параметров с помощью нескольких измерителей с различной точностью и затратами на измерение.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На чертеже представлена блок-схема адаптивной системы регулирования процесса контроля.

Система содержит первый 1 и второй 2 измерители, второй сумматор

3, третий масштабирующий блок 4, переключатель 5, третий блок 6 сравнения, фильтр, 7 низкой частоты, первый задатчик 8, первый блок 9 определения модуля, первый компаратор 10,пер— вый блок 11 сравнения, дифференциатор

12, второй блок 13 определения модуля, второй блок 14 задержки, второй задатчик 15, второй блок 16 сравнения, первый блок 17 памяти, первый масштабирующий блок 18, третий блок

19 памяти, второй масштабирующий блок 20,третий измеритель 21, второй ключ 22, второй блок 23 памяти, блок

24 вычитания, первый блок: 25 задержки, экстраполятор 26, первый ключ

27, первый сумматор 28, второй компаратор 29 и таймер 30.

Переключатель 5 содержит замыкающий и размыкающий ключи, а также сумматор. Первый вход переключателя 5 соединен с входом раэмыкающего ключа, второй вход — с входом замыкающего ключа, третий — с управляющими входами ключей, выходы ключей соединены с входами сумматора, выход которого подключен к выходу переключателя 5.

Экстраполятором 26 может служить, например, реальное форсирующее звено.

Система работает следующим образом.

Выходные сигналы первого 1 и второго 2 измерителей суммируются во втором сумматоре 3 и умножаются на коэффициент 1/2 в третьем масштабирующем блоке 4. Полученный сигнал о среднем значении измеренной величины подается на первый вход переключателя 5. Если отклонение сигнаI лов первого и и второго 2 иэмерите5

35 лей не превышает заданную величину, то первый вход переключателя 5 соединен с его выходом и сигнал о среднем значении измеренной величины поступает на выход системы.

В случае, когда разность показаний первого 1 и второго 2 измерителей приближается к допустимому пределу, т.е. точность измерения может превысить задание на допустимую ошибку, определяется время подключения третьего, более точного измерителя

21. Для этой цели служит специальный контур регулирования, в котором по данным предыдущего такта включения третьего измерителя 21 восстанавливается требуемое (образцовое) время его включения, затем это время прогнозируется с учетом скорости изменения сигнала о разности показаний первого 1 и второго 2 измерителей.

По истечению прогнозируемого отрезка времени включается третий измеритель 21. Таким образом регулируется процесс контроля, в результате чего отрабатывается задание на точность контроля, и, в то же время, затраты на измерение поддерживаются на минимально возможном уровне.

Выходной сигнал третьего блока

6 сравнения о разности показаний первого 1 и второго 2 измерителей поступает через фильтр низкой частоты,где подавляется: высокочастотная составляющая, и блок 9 определения мбдуля на первый вход первого компаратора

10, на второй вход которого идет сигнал с выхода первого задатчика 8 о заданном значении разности измерителей. При превышении величиной модуля разности измерителей ее заданного значения на выходе первого компаратора 10 появляется сигнал, по которому включается таймер 30, замыкается первый ключ 27 и в первом блоке 25 задержки устанавливается время, соответствующее времени переходного процесса третьего измерителя 21;

Сигнал с выхода фильтра 7 низкой частоты поступает через дифференциатор 12 и второй блок 13 определения модуля„ где определяется скорость его изменения и берется модуль полученной скорости, из которого во втором блоке 16 сравнения вычитается поступающее с второго задатчика 15 базовое, в частности среднее

1278808 значение скорости изменения разности сигналов измерителей. Сигнал о полученном приращении пересчитывается в первом масштабирующем блоке

18 в приращении времени включения третьего измерителя 21 и подается на второй Цлок 23 памяти и первый сумматор 28.

Запомненное в третьем блоке 19 памяти значение времени включения третьего измерителя 21, под которым понимается время от момента срабатывания первого компаратора 10 до момента подачи сигнала на переключатель 5 для подключения выхода треть- 15

его измерителя 21 к выходу системы, поступает на вход блока 24 вычитания, где определяется приведенное образ,в цовое время включения Т третьего измерителя 21 при предшествующем его 20 включении по выражению

Т (i-1) = T(i-1) — k&x(i-1) -8 Т (i-1), В /

В где Т (i-1) — приведенное образцовое время включения третьего измерителя 21 при предшествующем (i-1)-м

его включении, T(i-1) — фактическое Время 30 включения третьего измерителя 21;

k — коэффициент пересчета отклонения О х измеренной перВым 1 и ВтО З5 рым 2 измерителями величины от заданного значения, С v о Т вЂ” приращения времени включения третьего из— мерителя 21 в зависимости от скорости изменения сигнала (от разности показаний пер вого 1 и второго 2 из- 45 мерителей).

Сигнал о значении Т (i — 1) экстра— в полируется экстраполятором 26 на текущий момент времени и в первом сумматоре 28 алгебраически суммируется с выходным сигналом первого масштабирующего блока 18. В результате на выходе первого сумматора 28 получается сигнал о времени предстоящего включения третьего измерителя 21.

Значение этого сигнала запоминается в третьем блоке 19 памяти по сигналу с выхода второго блока 14 задержки, время задержки которого соответствует времени проведения расчетов. в блоке 24 вычитания, экстраполяторе 26 и сумматоре 28. Выходной сигнал третьего блока 19 памяти сравни" вается во втором компараторе 29 с сигналом о текущем времени, поступающим с выхода таймера 30. При пре" вышении значением текущего времени значения времени включения третьего измерителя 21 на выходе второго компаратора проявляется сигнал, который, проходя через замкнутый первый ключ

27, поступает на вход второго ключа

22. При этом последний замыкается и подключает питающее напряжение к третьему измерителю 21. Тем самым он включается. Выходной сигнал второго компаратора 29 поступает также на вход первого блока задержк,где задерживается на время перехОдного процесса в третьем измерителе 21.

По истечении этого времени сигнал идет на третий вход переключателя 5, и тогда последний соединяет выход со своим Вторым Входом. На Выход системы поступает выходной сигнал третьего измерителя 21.

В момент времени, когда выходной сигнал первого блока 9 определения модуля становится меньше сигнала первого задатчи а 8„ выходной сигнал первого компаратора 10 становится равным нулю. Тогда размыкается первый ключ 27 и в первом блоке 25 задержки устанавливается время задержки, равное нулю.

В результате этого размыкается второй ключ 22 и отключается питающее напряжение на третий измеритель

21, переключатель 5 соединяет свой выход с первым входом, и на выход системы поступает сигнал с третьего масштабирующего блока 4.

В адаптивной системе регулирования процесса контроля подключение измерителя, более точного, но не требующего больших затрат на измерение, лроизводится только в те моменты времени, когда предполагается большое отклонение между менее точными измерителями, т.е. когда предполагаются недостоверные измерения.

Поэтому в предлагаемой адаптивной системе существенно повышается точность контроля при незначительном повышении затрат на измерение.

1278808

Формула из обретения

Адаптивная система регулирования процесса контроля, содержащая два задатчика, два сумматора, три масштабирующих блока, три блока памяти, два блока задержки, три блока сравнения, таймер, фильтр низкой частоты, дифференциатор и переключатель, выход которого соединен с выходом системы, выход первого эадатчика соединен с первым входом первого блока сравнения, выход второго задатчика — с первым входом второго блока сравнения, выход первого масштабирующего блока — с первым входом пер" ного сумматора, выход первого блока памяти — с входом второго масштабирующего блока, выход третьего блока сравнения — с входом фильтра низкой частоты, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, в нее введены три измерителя, экстраполятор, блок вычитания, два ключа, два блока определения модуля и два компаратора, выход первого измерителя соединен с первым входом третьего блока сравнения и через последовательно включенные второй сумматор и третий масштабирующий блок с первым входом переключателя, выход второго измерителя соединен с вторыми входами второго сумматора и третьего блока сравнения, выход фильтра низкой частоты соединен с вторым входом первого блока сравнения, через первый блок определения модуля— с первым входом первого компаратора и через поспедовательно включенные дифференциатор, второй блок определения модуля, второй блок сравнения, 10 первый масштабирующий блок, второй блок памяти, блок вычитания, экстраполятор, первый сумматор, третий блок памяти, второй компаратор,первый ключ, второй ключ и третий измеритель — с вторым входом переключателя, выход первого компаратора соединен через таймер с вторым входом второго компаратора,через первый ключ — с первым входом первого блока эадерж20 ки, через первый блок задержки — с третьим входом переключателя и первым входом первого блока памяти, через второй блок задержки — с первым входом третьего блока памяти и вто"

25 рым входом второго блока памяти,выход первого задатчика подключен к второму входу первого компаратора, выход первого блока сравнения — к второму входу первого блока памяти, ЗО выход второго масштабирующего блока — к третьему входу блока вычитания, вход системы соединен с вторыми входами первого и зторого измерителей и второго ключа.

1278808

Составитель А. Лащев

Техред И.Ходаиич Корректор С. Шекмар

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 6835/45

Тираж 836 Подписное

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