Система управления

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использо вано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженными влиянию неконтролируемых возмущений. Система управления содержит модель 7 объекта управления без запаздывания, второй исполнительный блок 3, первый блок 12 задержки, первый блок 11 сравнения , последовательно включенные задатчик 17, второй блок 16 сравнения. фильтр 15 низкой частоты, регулятор 14, первый экстраполятор 13, первый исполнительный блок 2, объект 1 управления, датчик 4, сумматор 8, последовательно включенные функциональный преобразователь 10, второй экстраполятор 9, второй блок 5 задержки , третий исполнительный блок 6. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности системы за счет того, что сигнал об ошибке экстраполяции первого управляющего воздействия пересчитывается в сигнал изменения второго управляющего воз- . действия, который экстраполируется на малый интервал времени tj запаздывания во втором канале регулирования, а также повысить точность регулирования за счет того, что ошибки экстраполяции на меньший интервал времени 1„ значительно меньше ошибок экстраполяции на больший интервал времени нале регулирования. 1 ил. t запаздывания в первом каi (Л С ю 00 СП iti 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 G 05 B 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3896731/24-24 (22) 17.05.85 (46} 23.01. 87. Бюл. Ф 3 (71) Сибирский металлургический институт им. С.Орджоникидзе (72) Л.П.Мышляев, В.П.Авдеев, С.Ф.Киселев и M.Á.Êóï÷èê (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 855607, кл. G 05 В 13/02, 1980. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженными влиянию неконтролируемых возмущений. Система управления содержит модель 7 объекта управления без запаздывания, второй исполнительный блок 3, первый блок

12 задержки, первый блок 11 сравнения, последовательно включенные задатчик 17, второй блок 16 сравнения, „„SU„„1285430 A 1 фильтр 15 низкой частоты, регулятор

14, первый экстраполятор 13, первый исполнительный блок 2, объект 1 управления, датчик 4, сумматор 8, последовательно включенные функциональный преобразователь 10, второй экстраполятор 9, второй блок 5 задержки, третий исполнительный блок

6. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности системы за счет того, что сигнал об ошибке экстраполяции первого управляющего воздействия пересчитывается в сигнал изменения второго управляющего воз- . действия, который экстраполируется л

И на малый интервал времени запазды- Е вания во втором канале регулирования, у а также повысить точность регулирования эа счет того, что ошибки экст- С раполяции на меньший интервал времени значительно меньше ошибок экстраполяции на больший интервал времени запаздывания в первом канале регулирования. 1 ил.

90.1 1285430 2

Изобретение относится к антамати- фильтр 15 низкой частоты, второй блок ческаму управлению и регулированию 16 сравнения, задатчик 17. и может быть использовано для пост- На чертеже приняты обозначения: роения систем управления технически- y(t) — выходной сигнал объекта управми объектами, содержащими значитель- 5 ления в t-й момент времени; u (t), ные запаздывания и подверженными вли- u (t) — первое и второе управляющие

2. янию неконтролируемых возмущений с воздействия; > — неконтролируемое нестационарными свойствами. возмущение.

Зависимос.ть между выходным сигна- Регулятор 14 имеет прапорциональлом у объекта и управляющими воздей- О но-интегральный закон функционироваствиями и, и u в операторной форме ния. Фильтр 15 низкой частоты реалиимеет вид зован в виде последовательно саеди1(р) ненных блока сравнения, ограничителя

"1 4,) у(р) = — — е ц (р) +-- — е х

A(p) Р(Р) сигнала и интегратора, выход которого подключен к входу блока сравнения.

x u (p)

В качестве датчика 4 может быть испои 2 времена запаздывания льзована пагружная термапара первого пдичем Г а t: 1. (1>)

11(p) 2 и второго 3 исполнительных блоков— т() р(„),, ., системы порционного дозиравания в 1() и;, () модель 7 объекта управления беэ зане превышают степени паздывания, например, — в виде послеполино ав 11(p) Р(p) довательно соединенных инеРционных характеристики возмущений сущест- звеньев втоРого порЯДка. венна изменяются на интервале времени 25 истема УпРавлениЯ Ра ата т правления работает слеЗадача управления заключается в

Р"

Сигнал а за аннам значении у* выобеспечении инвариантностн выходного Сигнал а заданном э а е ии У п авления с задатсигнала у от неконтролируемых возы>. — хода у объекта 1 управления с зада и ет на второй блок 1б сравщений при ограниченных изменениях чика "7 идет на втораи 6 ох Р второго управляющего воздействия. г е из него вычитается сигнал

Объектами могут служить сталепла- о выхоДе моДели У, поступа Щ и поступающий с выигнал ошибки регувильные агрегаты для, выплавки и рафи хода сумматора 8. Сигнал оши ки Р у мг„ нирования. стали. 8 частности, в киc лиРованиЯ „ (С)=У=()-y (t) подаетсЯ лороднам конвертере при регулировании на фильтР 15 низкой частот, низкой частоты в кото м р уры м т лл выходным с г л 35 Ром подавлнютс ом по авляются изме ительные помехи, является температура выплавляемога вы абатываюметалла; первым управляющим ваздейст- щии Регулирующее воздеиствие вием — масса лома B завалку, который i(t) k" 4 и J ä подготавливается заранее на время, г е к„ и Š— коэффициент усиления и время изодрома регулявторым управляющим воздействием — ах- pg лаждающие добавки в ограниченном ди- Р 9 выбираемые извеапазонг, которые даются в конвертер стными методами. с очень малым времснем запаздывания г

Цель изобретения — расширение фун- Сигнал аб u (t) экстрапалируется г

1 кциональных возможностей и повышение 15 на вРемя запаздывания в первом точности регулирования. экстраполяторе 13 и через первый исНа чертеже представлена блок-схема полнительный блок 2 подается на персистемы управления. вый вход объекта 1 управления. Кроме того, экстраполируемый сигнал задерСистема управления содержит обьект 5 живается на время i, в первом блоке

1 управления, первый 2 и второй 3 ис- 12 задержки и вычитается в первом полнительные блоки, датчик 4, второй блоке 11 сравнения иэ выходного сигблок 5 задержки, третий блок б срав- нала регулятора 14. 1(олученный сигнения, модель 7 объекта управления нал об ошибке экстраполяции первого без запаздывания, сумматор 8, второй управляющего воздействия E (t) посэкстраполятор 9, функциональный пре- тупает в функциональный преобразоваобразователь 10, первый блок 11 срав- тель 10, где пересчитывается во втанения, первый блок 12 задержки, пер- рое управляющее воздействие по выравьтй экстрапалятор 13„ регулятор 14, женив

1281430 у" (t) =у (t)+Sy (t), (4) Заказ 7642/49 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1.() Р(р)

И(р) М(р) где I-(P), М(р), N(p), Р(р) — полиномы из уравне— ееия (1 ) ° 5

Сигнал ll (г.) экстраполируется во втором экстраполяторе 9 на время еи через второй исполнительный блок 3 подается на второй вход объекта 1 управления. Кроме того, этот сигнал 10 задерживается на малое время запаздывания Г2 во втором блоке 5 задержки и вычитается в третьем блоке б сравнения из сигнала о втором управляющем воздействии, идущего с выхода функци- 15 онального преобразователя 10. Полученный сигнал аб ошибке экстраполяции второго управляющего воздействия C (t) поступает в модель 7 объекта управления без запаздывания, где пересчиты- 20 вается в сигнал о модельном изменении выхода объекта управления 5 у (t), ка2 тарый подается на второй вход сумматора 8, где суммируется с сигналам об измеренном датчиком 5 значении вы- 2 хода объекта 1 управления. Таким образом, на выходе сумматора 8 получается сигнал у (t), определяемый по выражениео где 3y"(t) — сигнал о модельном изме—

2 нении выходного сигнала объекта управления в зависимости от ошибки экстраполяции с (t); и и у (t) — сигнал об измеренном датчиком значении выхода объекта управления.

Предлагаемая система управления имеет более широкие функциональные возможности, так как вырабатываются сигналы об управляющих воздействиях для двух каналов, причем сигнал второго управляющего воздействия имеет небольшой диапазон изменения, потому что используется только для компенсации ошибок экстраполяции сигнала а первом управляющем воздействии. Кроме того, наличие второго канала регули1 Составите.

Редактор А. Козориз Техред JI. Сердюко равания с очень малым временем запаздывания позволяет повысить точность регулирования, так как регулируемый леа" дельный выходной сигнал у (г.) меньше отличается от натурного у (t), нежели модельный выход, рассчитанный с использованием модепи первого канала регулирования. Последнее объясняется тем, что ошибки экстраполяции сигнала на существенна более короткие отрезки времени значительно меньше, чем на длительные отрезки. формула изобретения

Система управления, содержащая модель объекта управления без запаздывания, первый блок задержки, первый блок сравнения, последовательно включенные задатчик, второй блок сравнения, фильтр низкой частоты, регулятор, первый экстраполятор, первый исполнительный блок, объект управления, датчик и сумматор, выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения, вход первого экстраполятора соединен с первым входом первого бееока сравнения, а выход через первый блок задержки — с вторым вхоцом пер-. вого блока сравнения, выход модели объекта управления без запаздывания соединен с вторым входом сумматора, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности регулирования, в нее введены последовательпо соединенные второй блок задержки, третий блок сравнения, последовательно включенные функциональный преобразователь, второй экстраполятор и второй исполнительный блок, выход каяораго подключен к второму входу объекта управления, а вход второго блока задержки подключен к выходу второго экстраполятора, вход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с входом модели объекта. управления без запаздывания, а выход первого блока сравнения подключен к вхолу функционального преобразователя. еь A.Ëaùåâ ва Корректор И.Муска