Система управления объектом с несколькими управляющими входами

 

Изобретение может быть использовано для построения систем управления техническим объектом. Цель изобретения состоит в повьппении точности управления объектом. Система управления объектом с несколькими управляющими входами содержит объект управления, блок исполнительных органов , блок масштабирующих элементов, блок датчиков локальных управляющих воздействий, блок фильтров низкой частоты, блок интеграторов, блоки сумматоров, блоки элементов задержки, блок элементов сравнения, исполнительный орган, датчик общего управлягсчцего воздействия, фильтры низкой частоты, датчик контролируемого внешнего воздействия, источники постоянного сигнала, элементы сравнения,блок адаптации, блок умножения, модель исполнительного органа без запаздывания , датчик выходного сигнала объекта и блок адаптивных экстраполяторов. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 05 В 13/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

/ ф

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ &;; / (21) 3903439/24-24 (22) 29.05.85 (46) 30.01.87. Бюл. М 4 (72) Л.П.Мьппляев, В.И.Соловьев, В.П.Авдеев, Я.Н.Попов и С.Ф.Киселев (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1125604, кл. G 05 В 13/04, 1981.. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С

НЕСКОЛЬКИМИ УПРАВЛЯ1ОЩИМИ ВХОДАМИ (57) Изобретение может быть использовано для построения систем управления техническим объектом. Цель изобретения состоит в повьппении точности управления объектом. Система управления объектом с несколькими управляющими входами содержит объект

„„SU„, 1287105 А1 управления, блок исполнительных органов, блок масштабирующих элементов, блок датчиков локальных управляющих воздействий, блок фильтров низкой частоты, блок интеграторов, блоки сумматоров, блоки элементов задержки, блок элементов сравнения, исполнительный орган, датчик общего управляющего воздействия, фильтры низкой частоты, датчик контролируемого внешнего воздействия, источники постоянного сигнала, элементы сравнения, блок адаптации, блок умножения, модель исполнительного органа без запаздывания, датчик выходного сигнала объекта и блок адаптивных экстраполяторов. Я

1 ил.

1287105

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами.

Модель рассматриваемого класса объектов имеет вид:

К - P7 -. -Рд7.

Y(p)= — (1-е ) U (р)+ С . (1-е )я б

Ю

P Р

° U„(p) е +k w(p) е +f (р) где U — изменение общего управляющеО го воздействия V,,оказывающего влия- 15 ние одновременно на весь обрабатываемый материальный поток в объекте управления в течение времени пребывания материала в объекте;

U — изменение j локального уп- 20

J равляющего воздействия V. оказывающего влияние на материальный поток только в )-й локальной зоне объекта управления„ n — число следующих друг за другом локальных зон объекта уп- 25 равления;

l ь7 = — — время прохождения матеп риальным потоком локальной зоны;

w — изменение контролируемого внешнего воздействия

Й вЂ” эффекты влияния неконтролируемых внешних воздействий; у — изменение управляемой выходной нерешенной; коэффициенты усиления каналов преобразования изменений со-. ответственно общего управляющего, локальных управляющих и контролируемого внешнего воздействий.

Целью изобретения является повышение точности управления объектом.

На чертеже приведена блок-схема системы управления.

Система управления объектом с несколькими управляющими входами содержит объект 1 управления, блок 2 исполнительных органов, третий блок 3 масштабирующих элементов, блок 4 датчиков локальных управляющих воздейст° вий, блок 5 фильтров низкой частоты °

/ второй блок 6 интеграторов,. третий блок 7 сумматоров второй блок 8 эле1

55 ментов задержки, третий блок 9 элементов сравнения, исполнительный орган 10, датчик 11 общего управляющего воздействия, первый фильтр 12 низкой частоты, датчик 13 контролируемого внешнего воздействия, второй фильтр 14 низкой .частоты, первый источник 15 постоянного сигнала, первый элемент 16 сравнения, блок 17 адаптации, блок 18 умножения, первый блок 19 интеграторов, модель 20 исполнительного органа без запаздывания, второй блок 21 масштабирующих элементов, второй блок 22 сумматоров, шестой элемент 23 сравнения, первый. сумматор 24, третий масштабирующий элемент 25, первый блок 26 масштабирующих элементов, первый блок 27 элементов сравнения, первый блок 28 сумматоров, четвертый блок 29 сумматоров, пятый блок 30 масштабирующих элементов, второй блок 31 элементов сравнения, четвертый блок 32 масштабирующих элементов, второй источник

33 постоянного сигнала, датчик 34 выхода объекта, второй элемент 35 сравнения, третий источник 36 постоянно— го сигнала, третий фильтр 37 низкой частоты, пятый элемент 38 сравнения, первый масштабирующий элемент 39, третий элемент 40 сравнения, второй масштабируюший элемент 41, первый блок 42 элементов задержки, второй сумматор 43, четвертый элемент 44 сравнения, блок 45 адаптивных экстраполяторов.

Блок 2 исполнительных органов содержит исполнительных органов. (2-1)— (2-n), третий блок 3 масштабирующих элементов содержит и масштабирующих элементов (3-1) — (З-n), блок 4 датчиков содержит и датчиков локальных управляющих воздействий (4-1) — (4-n), блок 5 фильтров низкой частоты содержит и фильтров низкой частоты (.5-1)— (5-п),второй блок 6 интеграторов содержит и интеграторов (6-1) — (6-п), третий блок 7 сумматоров содержит (n-1) сумматоров (7-1) — 7(n-1), второй блок 8 элементов задержки содержит (n-1) элементов задержки с (8-1) по 8-(п-1), третий блок 9 элементов сравнения содержит (n-1) элементов сравнения с 9-1 по 9-(n-1), первый блок 19 интеграторов содержит и интеграторов (19-1) — (19-п), второй блок 21 масштабирующих элементов содержит (n-1) масштабирующих элементов с 21

1 по 21-(п-1), второй блок 22 сумматоров содержит (и-1) сумматоров с

22-1 по 22-(n-1), первый блок 26 масштабирующих элементов содержит и

12871

3 масштабирующих элементов (26-1) (26 — и), первый блок 27- элементов срав— нения содержит и элементов сравнения (27-1) — (27-n), первый блок 28 сумматоров содержит и сумматоров (28-1)—

5 (28-п), четвертый блок 29 сумматоров содержит и сумматоров (29-1) — (29-n) пятый блок 30 масштабирующих элементов содержит и масштабирующих элементов (30-1) — (30-n), второй блок 10

31 элементов сравнения содержит и элементов сравнения (31-1) — (31-n), четвертый блок 32 масштабирующих элементов содержит и масштабирующих элементов (32-1) — (32-n), первый блок 15

42 элементов задержки содержит и элементов задержки (42-1) — (42-n), блок

45 адаптивных экстраполяторов содержит п адаптивных экстраполяторов (45-1) — (45-n). 20

На чертеже обозначено: U, — общее управляющее воздействие, U

U,,...,J — локальные управляющие воздействия в количестве и; 1, и р„, р,..., „, р„ — сигналы управления исполнительными органами, реализующими соответственно общее и локальное управляющие воздействия; W — контролируемое внешнее воздействие объекта управления; Y — выход объекта управ- З0 ления;

Объект управления представляет собой, например, алгомерационную машину. Общим управляющим воздействием

U является скорость алгомерационной ленты, перемещаемой посредством исполнительного органа 10, представляющего собой двигатель постоянного тока с регулируемой скоростью. Датчик 11 общего управляющего воздейст- 40 вия представляет собой, например, тахогенератор. Управляемым выходом Y объекта управления является степень допекания алгошихты, определяемая датчиком 34 выхода в процессе изме- 45 рения температуры продуктов горения в вакуум-камерах агломашины. Локальные управляющие воздействия П (j=l, n) представляют собой расход воздуха, просасываемого через слой аглошихты 50

j-й вакуум-камерой, изменяемой посредством исполнительных органов 2-j (1=1,й), представляющих собой, например, однооборотные исполнительные механизмы. Величины локальных управ- 55 ляющих воздействий измеряются посредством датчиков 4-j (j=l,n), представляющих собой, например, дифференциальные манометры. Контролируемое внешнее воздействие представляет собой, например, влажность агломерационной шихты, измеряемую датчиком 13 контролируемого внешнего воздействия, в роли которого используется, например, кондуктометрический датчик влажности. Интеграторы 4-j (j =1,é) и 1 9-j (j =1,n) представляют собой интегрирующие звенья с отсечкой, каждое из которых выполняется в виде последовательно соединенных элементов сравнения и интегрирующего элемента, причем первый вход элемента сравнения через элемент задержки подключен ко второму его входу.

Величина времени задержки в элементе задержки соответствует времени отсечки. Модель 20 исполнительного органа без запаздывания представляет собой интегрирующее звено. Фильтры

5-j (j=l,п), первый 12, второй 14 и третий 37 фильтры низкой частоты выполнены из апериодических звеньев.

Предлагаемая система управления работает следующим образом.

Общее управляющее воздействие U,, контролируемое внешнее воздействие

М, выход 7 и локальные управляющие воздействия U,...,U измеряются по1 средством соответственно датчиков

11, 13, 24 и датчиков 4-1,...,4-п блока 4 датчиков. Сигналы с выходов датчиков 11 и 13 и с выходов датчиков 4-1,...,4-п поступают на входы соответственно первого 12 и второго

14 фильтров низкой частоты и на входы фильтров 5-1,...,5-п блока 5 фильтров низкой частоты. Сигнал с выхода датчика 34 о выходе Y объекта поступает на вход второго элемента 35 сравнения, где сравнивается с сигналом о заданном значении Y выхода объекта, поступающим с выхода второго источника 33 постоянного сигнала. Получаемый в результате сигнал о величине ошибки управления y(t)=Y(t)-Y поступает с выхода второго элемента 35 сравнения на вход третьего фильтра

37 низкой частоты.

Фильтры 12, 14, 37 и 5-1,...,5-п низкой частоты настраиваются таким образом, чтобы усреднить значения поступающих на их входы сигналов на интервале м . Так как в качестве фильтров здесь используются апериодические звенья с передаточной функцией

I (Р) = — — — настройка их осущестс р, .1 э

87105 6

I зоне объекта (3=1), U (1, c)=U "(t) .

Для каждой последующей j-й порции

U (3» t) определяется как сумма реализованных ранее в предшествующих, локальных зонах (при прохождении этих зон рассматриваемой порцией материала) интегральных значениях локальных управлений. С этой целью сиг,налы U" (t),...,U."(t),...U""(t) с вы10 ходов интеграторов 6-2,...,6-3,..., 6-и поступают на вторые входы соответствующих им сумматоров 7-1,..., 7-j,...,7-(n-1) третьего блока 7 сумматоров. На вторые входы этих сумма15 торов поступают сигналы с выходов соответственно элементов 8-1,...,8-j ...,8 †(и-!) задержки второго блока 8 элементов задержки. Величины этих сигналов представляют собой интег20 ральное количество локальных управля— ющих воздействий U ((3-1), (t-д« )), которое соответствовало 3-ой порции материала на момент времени (tм ) прохождения (j-1)-й локальной

25 зоны объекта управления. Для этого на вход каждого элемента 8-3 (3=1, и-1) задержки подается сигнал с выхода предшествующего по номеру сумматора 7-(j-1). На вход же элемента

30 8-1 задержки поступает сигнал с выхода интегратора 6-1. .В элементах

8-1,...,8-п задержки эти сигналы задерживаются на интервал времени tu

В результате на выходе интегратора

»

35 6-1 формируется сигнал U (1, t)

=V,"(), а на выходах сумматоров 7-1, ..., 7-j,..., 7-(п-1) формируются соответственно сигналы U (2, t), ° ° °

1» .

«(3+1)» t)» ° ° ° » U (n»<)» Определяе

О.мые по формуле (3 t)=U ((j 1) ° (д )) +U„(t) (3)

Интеграторами 19-1,...,19-и первого блока 19 интеграторов осуществляет45 ся интегрирование сигнала U (t), поступающего с выхода первого фильтра

12 низкой частоты, на интервалах времени 3д » соответствующих времени пребывания каждой j-й порции матери50 ала в объекте управления. В результате на выходе каждого интегратора

19-j формируется сигнал

V. (e) 16, j =1, п (4) 5 вляется путем выбора Т в ориентаЧ»

«Р ции на соотношение ь 3,5 Т

В результате на выходах фильтров

5-1,...,5-п блока 5 фильтров низкой частоты формируются сигналы об усредненных на интервале дТ значениях локальных управляющих воздействий

U, (t), UÄ,(t), поступающие на входы соответствующих интеграторов 6-1, ...,6-и второго блока б интеграторов.

На выходе первого фильтра 12 низкой частоты формируется сигнал об усредненном значении Б, (t) общего управляющего воздействия,, поступающий на входы ° интеграторов 19-1...,,19-п первого блока интеграторов, на входы масштабирующих элементов 21-1,..., 21 †второго блока 21 масштабирующих элементов, на второй вход шестого элемента 23 сравнения, на первый вход первого сумматора 24 и на вход третьего масштабирующего элемента

25. На выходе второго фильтра 14 низкой частоты Формируется сигнал об усредненном значении W(t) контролируемого внешнего воздействия, поступающий на первый вход первого элемента 16 сравнения. На выходе третьего фильтра 37 низкой частоты форми-. руется сигнал об усредненном значении у(t) ошибки управления, соответствующей выходящей из объекта и-й порции материала, поступающий на вход первого масштабирующего элемента 39.

Интеграторами 6-1,...,6-п осуществляется интегрирование соответствую/ «/ щих сигналов б„gЕ),...,U„(t) на интервале времени д . В результате на выходе каждого интегратора 6-j (j

=1»n) формируется сигнал об интеграль-4 ной величине j-ro локального управляющего воздействия, реализованного к текущему моменту времени для 3-й порции материала.

U" (3, t)= $ U. (ä) dg» 3=1,п (2)

t-ы

Эти сигналы используются для расчета по каждой j-й порции материала

h интегрального количества U (3, t) локальных управляющих воздействий, реализованного для этой 3-й порции за время пребывания ее в объекте. В агломерационной установке величине

h (j» t) соответствует количество воз- 55 духа, прошедшего через j-ю порцию шихты при перемещении ее от 1-й по

3-ю вакуум-камеры. Для 1-й порции материала, находящейся в 1-й локальной соответствующий интегральному значению общего управляющего воздействия, реализованного эа время пребывания

287105 8

К ()= «1 t М (9- -K,92Û18= 2j M(9 7) 9 (7)

g-A у + w (g-Ò) 7 1

3-й порции материала в объекте управления.

Сигнал y(t) об усредненном значении ошибки управления по и-й порции ,материала в первом масштабируюшем элементе 39 умножается на постоянный коэффициент /k, равный обратной величине статического коэффициента k усиления канала преобразования изменений общего управляющего воздействия, умноженной на интервал времени

T. На выходе первого масштабирующего элемента формируется сигнал корректировки интегрального значения общего управляющего воздействия, необходимой для компенсации ошибки управления. Этот сигнал в третьем элементе

40 сравнения вычитается из интегральи ного значения U, (n,t) общего управляющего воздействия, реализованного за время пребывания в объекте выходящей

C из него п-й порции материала. В результате на выходе третьего элемента

40 сравнения формируется сигнал об идеальном интегральном значении общего управляющего воздействия.

n d и 7 ц. (t)=ц.(п,с)- — y(t), (5) реализация которого к настоящему моменту позволила бы получить y(t)=0 при фактических значениях интегрального количества локальных управляюгде aU, (t)=U, (t)-U, базовое значение интегрального общего управляющего воздействия

А — интервал адаптации;

М вЂ” постоянный коэффициент;

9 — переменная интегрирования.

Сигнал лБ "„ (t) с выхода блока 18 умножения поступает на входы элементов 42-1,...42-п задержки первого блока 42 элементов задержки, где задерживается на интервал времени ь в элементе 42-1 задержки, на интервал Jd7 в элементе 42 задержки, на интервал и О в элементе 42-и задержки.

Сигнал об интегральном количестве локальных управляющих воздействий

U (n,t), реализованном для и-й порции материала за время ее пребывания в объекте, поступает с выхода сумма5

f5

55 л щих воздействий U (п,t) и контролируемого внешнего воздействия Q(t — i) °

1

Сигнал об усредненном значении

N(t) контролируемого внешнего воздействия с выхода второго фильтра 14 низкой частоты поступает на первый вход первого элемента 16 сравнения, где из него вычитается сигнал о базовом значении W поступающий с выхода первого источника 15 постоянного сигнала. Полученный сигнал о величине W(t) контролируемого возмущения с выхода первого элемента 16 сравнения подается на первый вход блока 18 умножения, где умножается на коэффициент К (), сигнал о котором поступает на второй вход этого блока умножения с выхода блока 17 адаптации. В результате на выходе блока 18 умножения формируется сигнал о величине

Pl

dU (t) изменения интегрального значения общего управляющего воздействия, необходимого для компенсации

w(t)

М3 „ (t) = К (t) w(t), (6) rpe Kw(t) — адаптируемый коэффициент.

Адаптация К (t) осуществляется в блоN и 1 J ке 17 адаптации по сигналам об U, (t) и w(t), поступающим íà его входы с выходов соответственно четвертого 40 и первого 16 элементов сравнения, по формуле тора 7-(и-1) третьего блока 7 сумматоров на вход пятого элемента 38 сравнения, где иэ него вычитается сигнал

hФ о базовом значении U интегрального количества локальных управляющих воздействий, поступающий с выхода третьего источника 36 постоянного сигнала.

Полученный сигнал разности поступает на вход второго масштабирующего элемента 41, где умножается на постоянk ный коэффициент k„- . В результате на выходе второго масштабирующего элемента 41 формируется сигнал

41 формируется сигнал о величине изменения интегрального значения обще" го управляющего воздействия aU,„ (t) эквивалентного по своему влиянию на выход объекта величине 1 U (п,t)-U 1, 1 т.е.

dU,„ (t)=U (n,t)-U (8) 9

1287105 10

Сигнал о величине Ж" (t) с выхода второго масштабирующего элемента

41 поступает на вход второго сумматора 43» где суммируется с сигналом о величине U." (t), поступающим с выхода третьего элемента 40 сравнения.

Из сигнала о полученной сумме в четвертом элементе 44 сравнения вычитается сигнал с выхода элемента 45-и задержки первого блока 45 элементов задержки о величине AU,„ (t — n, ai ) изменения интегрального значения общего управляющего воздействия, необходимого для компенсации контролируемого возмущения, соответствующего выходящей из объекта п-ой порции материала. В результате на выходе четвертого блока 44 сравнения формируется сигнал оценки приведенного интегрального значения общего управляющего воздействия

U." (t)=U." (t)+ д U- (t)и — д 13 (t-n. L ), (9) изменения которого обеспечили бы компенсацию неконтролируемых возмущений h hW при условии, что U (n»»С)=U и

W(t-nд )=11».

С выхода четвертого элемента 44 сравнения сигнал об U. (Г) через адаптивные экстраполяторы 45-1,..., 45-и блока 45 адаптивных экстраполяторов поступает на первые. входы соответствующих сумматоров 28-1,..., 28-и первого блока 28 сумматоров. На второй вход первого 28-1 из сумматоров первого блока сумматоров поступает сигнал с выхода блока 18 умножеи ния о величине дБ, (t) изменения интегрального значения общего управляющего воздействия, необходимого для компенсации текущего значения контролируемого возмущения, соответствующего порции материала, поступающего в объект управления (3=1). На вторые входы остальных сумматоров 28-1,..., 28-j, 28-п поступают сигналы с выходов соответственно элементов

45-1,...,45-(j-l). ..45-(и-1) задержки первого блока 45 элементов задержки о величинах соответственно

«. (t ), ° ° ., дб Et"(3-1) д, ° ° °

AU (t- (n-1 ) дЦ корректировок интегральных значений общего управляющего воздействия для компенсации контролируемого возмущения, имевшего место в предшествующие моменты времени.Другими словами на вторые входы сумматоров 28-1,...,28-п поступают сигналы

Сигнал с выхода первого фильтра

12 низкой частоты поступает на входы масштабирующих элементов 21-1,..., 21-j 21 -(и-1) второго блока 21 масштабирующих элементов и на вход третьего масштабирующего элемента 25, где умножается на соответствующие весовые коэффициенты: а,=(п-l)д в элементе 21-1., a =(n-j )q7 — в эле » менте 21-3 а,, = д — в элементе

21-(и-l ) и на коэффициент a„=n м. в третьем масштабирующем элементе 25.

Сигналы с выходов масштабирующих элементов 21-1 21-(n-l.) поступают на первые входы соответствующих сумматоров 22-1,...,22-(п-l) второго блока 22 сумматоров, где суммируются с сигналами, постунающими с выходов соответствующих интеграторов 19-1,...

19-(n-1) первого блока 19 интеграторов, В результате на выходе третьего элемента 25 сравнения и сумматоров

22-1»,......»,22-j 22-(n-1) второго о траектории корректировок д Б„„,(Г), hU Ct-(j — 1)4 ),..., ьU, Ct-(n-1)даg» реализация которых к моменту (t+ ) обеспечит компенсацию контролируемого возмущения, соответствующего 1-й, ...,З-й,...,n-й порции материала. В блоке 45 адаптивных экстраполяторов приведенное интегральное общее управляющее воздействие экстраполиру10 ется на интервал п.д . в экстраполяторе 45-1, на интервал (и+1-3)ь в экстраполяторе 45-j на интервал д. в экстраполятора 45-и. На выходе каждого экстраполятора 45-j (j =1,п) форми15 руется сигнал, поступающий на второй вход соответствующего сумматора 28-j

U, (t+(n+1 j ) д-,) ==M, (Б". (t)j, (8) э где Ч. C-)- оператор (45-j)-го экстра—

J поля тора.

20 В результате сложения сигналов с выходов экстраполяторов с соответствующими сигналами с выхода блока 18 умножения и элементов 42-1,...,42(n-1) задержки на выходе сумматоров

28-1,...,28-j,...,28-п формируются сигналы о прогнозируемой траектории идеального интегрального общего управляющего воздействия в виде прогнозируемых значений идеальных интегЗ0 ральных управлений и ИП

U (j, t+(n+l-3)д)=ц, ft+(n+1-3)д )+

+ «.",„ " (j 1)д) (11) для каждой j-й порции материала в объекте управления.!

287 блока сумматоров формируются расчетиР ные U„ значения интегрального общего управляющего воздействия, которые будут соответствовать отдельным порциям материала на выходе их из объек- 5 та при условии, что начиная с текущего момента времени общее управляющее воздействие будет неизменным и равным величине U (t). На выходе третьего элемента сравнения формирупР ется сигнал U„äëÿ входящей в объект

Л„Р первой порции материала U . Г1,(t+n»

° Ы )) =!(, (t)- n - а(. На выходе сумматора 22-1 формируется сигнал У, для иР второй порции материала U, 2, (t+

+(n — 1) л(jj =Ц, (t) (п — 1)А,+U (1, t) на выходе !.22 †(3 — 1)j -го сумматора формируется сигнал U, для (-й порции материала U," 1(, t(n+1 -3 ) (- j) =U,(t)»

"(n+1-j) (((+U."1.(j-1)»t! ° На вьцсоде сумматора 22-(n-1) формируется сигнал

Д »Р иР и, для n — и порции материала !1, (n t+

+ (,)=U. (t) (v+U. t.(n-1) Е .1.

Сигнал с выхода третьего элемента

25 сравнения поступает на второй вход элемента 27-1 сравнения первого блока 27 элементов сравнения, где вычитается из сигнала, поступающего с выхода сумматора 28-1 первого блока 28 сумматоров. Сигналы с выходов сумматоров 22-1,...,22-j,...,22-(n-I) второго блока 22 сумматоров поступают на вторые входы соответствующих элементов 27-2,...,27-(j+1),...27-п сравнения первого блока 27 элементов 35 сравнения, где они вычитаются из сигналов, поступающих с выходов соответствующих сумматоров 28-2, .,28-(1+

+1),...,28-п. В результате на выходах элементов 27-1,...,27-1,...,27-п 40 сравнения формируются сигналы о траектории прогноэируемых ошибок реализации идеальных интегральных значений общего управляющего воздействия, величина которых для каждой j-й пор- 45 ции определяется. aV, !1.(С+(и+1-j) (= U„ !С+(и+1-З) л))В- 50

° а! =U fj,(и+(и+1-j) a<)j,j=l,ï при условии, что в дальнейшем с момента времени t+C „ управляющее воздействие будет неизменным и равным величине Б,(t ), где L „ — время запаз- 55 дывания при реализации управлений исполнительным органом.

Сигналы с выходов элементов 27-1...

27-j,...,27-п сравнения поступают че105 12 рез соответствующие масштабирующие элементы 26-1,...,26-j,...,26-п первого блока 26 масштабирующих элементов, где они умножаются на весовые коd. эффициенты b . = ††причем (и+1-j ))(d.=1, поступают на входы первого

j=j сумматора 24, где суммируются с сигналом U, (t) с выхода первого фильтра

12 низкой частоты. Весовые коэффициенты Ь учитывают, что прогнозируемая ошибка реализации идеального интегрального общего управляющего воздействия по j-й порции будет компенсироваться текущим управляющим воздействием на оставшемся интервале времени (n+1-1)ь пребывания этой порции материала в объекте управления. В результате на выходе первого сумматора 24 формируется сигнал y,(t) поступающий на вход исполнительного органа 10, выход которого в виде текущего общего управляющего воздействия U.() подается на вход объекта 1 управления.

Одновременно сигнал р,(t) поступает на вход модели 20 исполнительного органа без запаздывания, на выходе которой формируется сигнал оценки л

U (t+<р„ ) фактического общего управляющего воздействия U (t+l,„ ) с упреждением на время (,„ запаздывания в исполнительном органе. Этот сигнал через шестой элемент 23 сравнения, где вычитается из сигнала U. (t) с выхода первого фильтра 12 низкой частоты, поступает на входы масштабирующих элементов 32-1,...,32 — 1, ° ° °, 32-п, где сигнал разности !0,(t)

U,((t+T.,„) умножается на коэффициент

С = а(..h в элементе 32-1 на коэффи.1 циент С, =(и+1-j) д . — в элементе 32-j

J на коэффициент С = (.л — в элементе

32-п.

Сигналы с выхода масштабирующих элементов 32-1,...,32-п поступают на входы соответствующих элементов 31-1, ...,31-п сравнения второго блока 31 сравнения, где вычитаются из сигна; лов, поступающих с выходов соответствующих элементов 27-1,...,27-п сравнен((я первого блока 27 сравнения. В результате на выходах элементов 31-1, ...,31-1,...,31-п сравнения формируются сигналы о траектории прогнозируемых ошибок реализации идеальнйх интегральных значений общего управля13 ющего воздействия., величина которых определяется для каждой )-й порции . ьп (j,it+(a+i-jinni =ап, 1j,(t+(n<

+1-1) ь - )1 — Щ. (t) U. (г.+ьр„)1 (п+1-j) .,5

1 =1рп (13) в ориентации на оценку фактического общего управляющего воздействия

1о Р Q

Сигналы с выходов элементов 31-1, ...,31-и сравнения поступают на входы соответствующих масштабирующих элементов 30-1,...,30-п, пятого блока 30 масштабирующих элементов, где л ошибки йП, пересчитываются в эквиваи лентные изменения йЦ интегрального количества U локальных управляющих воздействий путем умножения на пос1 k 20 тоянный коэффициент — = — Сигналы

k„ k„ с корректировках интегрального количества локальных управляющих воздействий с выходов масштабирующих элементов 30-1,...,30-п поступают на входы соответствующих сумматоров 29 -1, ...,29-п четвертого блока 29 сумматоров; где суммируются с сигналом о базовой величине интегрального количе" ства локальных управляющих воздействий U, поступающим с выхода третьего источника 38 постоянного сигнала.

В результате на выходе сумматоров

29-1. ..29 †29-и формируются сигналы о требуемом для каждой )-й порции мате",чала интегральном количестве локальных управляющих воздействий. чт ия- 1» я и1

U 1 j, t t+(n+1 — j)zt "1) =U + — aU, g j, я (t+(n+1-j) у.)), j = 1,п (14)

Сигнал с выхода сумматора 29-1 о ит величине U 1, (t+n ai )j для входящей в объект первой порции материала подается на вход масштабирующего элемента 3-1 третьего блока 3 масштабирующих элементов. Сигналы же с выходов масштабирующих элементов 29-2,. ° .

29-j,,29-и поступают на выходы соответствующих им элементов 9-1,..., 9-1,...,9 †(п †1 ) сравнения третьего блока 9 элементов сравнения, где из них вычитаются сигналы об уже реализованном к моменту времени t по каж55 дой j-й порции материала интегральном количестве локальных управляющих воздействий U (j,t), с выхода интег ратора 6-1 второго блока интеграто105 14 ров в элементе 9-1 сравнения; с выходов сумматоров 7-1,...,7-(п-2) третьего блока 7 сумматоров соответственно в элементах 9-2,...,9-(n-1) сравнения. В результате на выходах эле- ментов 9-1,...,9-j ...,9-(п-1) сравнения формируются сигналы о величине

U (j>t) остатка интегрального коли— чества локальных управляющих воздействий для каждой j-й порции (j =2,п) материала, который должен быть реализован за оставшийся период времени (n+1-3)Ь пребывания j é порции материала в объекте управления.

Сигналы с выходов элементов 9-1, ...,9-j, ° . °,9-(и-1) сравнения поступают на выходы соответствующих им масштабирующих элементов. В масштабирующих элементах 3-1,...,3-j,..., Hoc T

3-п сигналы U ij, t) умножаются на соответствующие постоянные коэффици1 енты g< = —, 1 ., величина ко1 (п+1 — )) я . торых обратна величине оставшегося интервала времени (n+1-j)ni- пребывания 1-й порции материала в объекте.

Формируемые в результате этих преобразований сигналы управления 1„,..., р, 1 „ поступают с выходов масштабирующих элементов 3-1,...,3-j ...,3-п на входы соответствующих исполнительных органов 2- 1,...,2-j,...

2-п блока 2 исполнительных органов, выходы которых в виде текущих локальных управляющих воздействий U.(С) выJ даются на соответствующие третьи входы объекта 1 управления.

Формула изобретения

Система управления объектом с несколькими управляющими входами содержащая последовательно соединенные первый сумматбр, исполнительный ор- ган, датчик общего управляющего воздействия и первый фильтр низкой частоты, последовательно соединенные датчик контролируемого внешнего воздействия, второй фильтр низкой частоты, первый элемент сравнения и блок умножения, последовательно соединенные датчик выхода объекта управления, второй элемент сравнения, третий фильтр низкой частоты, первый масштабирующий элемент, третий элемент сравнения и блок адаптации, последовательно соединенные блок адаптивных экстраполяторов, первый блок сумматоров, первый блок элементов сравнения

l6 и первый блок масштабирующих элемен— тав, последовательно соединенные второй блок масштабирующих элементов и второй блок сумматоров, первый блок интеграторов, .первый блок элементов задержки, первый и второй источники постоянного сигнала и четвертый элемент сравнения, причем выход исполнительного органа подключен к первому входу объекта управления и является его общим управляющим входом, вход датчика контролируемого внешнего воздействия соединен со вторым входом объекта, представляющим собой его внешний вход, вход датчика выходной переменной объекта подключен к выходу объекта управления, выход первого источника постоянного сигнала соединен со вторым входом первого элемента сравнения, выход второго источника постоянного сигнала соединен со вторым входом второго элемента сравнения, второй вход блока адаптации соединен с выходом первого элемента сравнения, а его выход подключен ко второму входу блока умножения, выход блока умножения соединен с входами элементов задержки первого блока элементов задержки и со вторым входом первого из сумматоров первого блока сумматоров, выход последнего из элементов задержки первого блока элементов задержки соединен с первым входом четвертого элемента сравнения, выход которого соединен с входами адаптивных экстраполяторов блока адаптивных экстраполяторов, выходы остальных элементов задержки первого блока элементов задержки соединены со вторыми входами соответствующих сумматоров первого блока сумматоров, выход первого фильтра низкой частоты соединен с входами интеграторов первого блока интеграторов, с входами масштабирующих элементов второго блока масштабирующих элементов и с первым входом первого сумматора, остальные входы которого соединены с выходами соответствующих масштабирующих элементов первого блока масштабирующих элементов, выход последнего из интеграторов первого 61 ока интеграторов соединен со вторым входом третьего элемента сравнения, а выходы остальных интеграторов соединены со вторыми входами соответствующих сумматоров второго блока сумматоров, выход первого из сумматоров второго блока сумматоров соединен со вторым ход последнего из сумматоров третье45 го блока сумматоров соединен со вторым входом пятого элемента сравнения, выходы остальных сумматоров третьего блока сумматоров соединень с первыми входами соответствующих элементов

50 сравнения третьего блока элементов сравнения, входы элементов задержки соединены с первыми входами соответ". ствующих элементов сравнения третьего блока элементов сравнения, выход пер55 вого из сумматоров четвертого блока сумматоров подключен ко входу первого из масштабирующих элементов третьего блока масштабирующих элементов, выходы остальных сумматоров четверто10

40 входом второго иэ элементов сравнения первого блока элементов сравнения, вторые входы последующих элементов сравнения этого блока соединены с выходами соответствующих сумматоров второго блока сумматоров, о т— л и ч а ю щ а.я с я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит последовательно соединенные третий блок масштабирующих элементов, блок исполнительных органов, блокдатчиков локальных управляющих воздей-» ствий, блок фильтров низкой частоты и второй блок интеграторов, последовательно соединенные второй блок эле-. ментов задержки и третий блок сумматоров, последовательно соединенные четвертый блок масштабирующих элементов, второй блок элементов сравнения, пятый блок масштабирующих элементов и четвертый блок сумматоров, последовательно соединенные третий источник постоянного сигнала, пятый элемент сравнения, второй масштабирующий элемент и второй сумматор, последовательно соединенные модель исполнительного органа без запаздывания и шестой элемент сравнения, третий блок элементов сравнения и третий масштабирующий элемент, причем выходы исполнительных органов блока исполнительных органов подключены к соответствующим третьим входам объекта управления и являются его локальными управляющими входами, выход первого из интеграторов второго блока интеграторов соединен с первым входом первого из элементов сравнения третьего блока элементов сравнения, выходы остальных интеграторов второго блока интеграторов соединены со вторыми входами соответствующих сумматоров третьего блока сумматоров,вы1287105

ro блока сумматоров через соответствующие элементы сравнения третьего блока элементов сравнения подключены ко входам соответствующих масштабирующих элементов третьего блока масштабнрующих элементов, вторые входы элементов сравнения второго блока зле ментов сравнения подключены к выходам соответствующих элементов сравнения первого блока элементов сравне- 1О ния, вход. третьего масштабирующего элемента: соединен с выходом первого фильтра низкой частоты, а его выход, подключен ко второму входу первого из элементов сравнения первого блока элементов сравнения; второй вход второго сумматора соединен с выходом третьего элемента сравнения, а его выход подключен ко второму входу четвертого элемента сравнения, вторые входы сумматоров четвертого блока сум— маторов подключены к выходу третьего источника постоянного сигнала, входы масштабирующих элементов четвертого блока масштабирующих элементов соединены с выходом шестого элемента сравнения, второй, вход которого подключен к выходу первого фильтра низкой частоты, вход модели исполнительного органа без запаздывания подключен к выходу первого сумматора.

1287105

Составитель А.Лащев

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Редактор К.Волощук

Заказ 7715/50 Тираж 862 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