Устройство для регулирования объектов с запаздыванием

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженные влиянию контролируемых внешних возмущений . Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит элемент 1 задания, элементы 2, 14 сравнения, задатчик 3 минимального значения регулируемой величины , компаратор А, объект 5 с запаздыванием , ключ 6, обратные модели 7, 10 объекта без запаздывания, сумматоры 8, 12, элемент 9 запаздывания, регулятор 11, блок 13 логического пе - реключения. При рассогласовании параметров обратной модели 7 с параметрар ми объекта 5 вводится корректирующее воздействие с помощью обратной модели 10 и регулятора 11, компенсирующее это рассогласование. 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (sO 4 С 05 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; - =

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 4085939/24-24 (22) 29,05.86 (46) 23.03.88. Бюл. Ф 11 (71) Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" (72) П.А.Матюхин, А.В.Цхай, В.Л.Савченко, Г.В.Демидов и Ш.М.Арынгазина (53) 62.50(088.8) (56) Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. — М.: Наука, 1977, с. 424.

Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием.

M. Машиностроение, 1974, с. 214. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженные влиянию контролируемых внешних возмущений. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит элемент 1 задания, элементы 2, 14 сравнения, задатчик 3 минимального значения регулируемой величины, компаратор 4, объект 5 с запаздыванием, ключ 6, обратные модели

7, 10 объекта без запаздывания, сумматоры 8, 12, элемент 9 запаздывания, регулятор 11, блок 13 логического переключения. При рассогласовании параметров обратной модели 7 с параметрами объекта 5 вводится корректирующее воздействие с помощью обратной модели 10 и регулятора 11, компенсирующее это рассогласование. 2 ил.

1383295

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженные влиянию контролируемых внешних возмущений.

Цель изобретения — повышение точности устройства. 10

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, на фиг.2 — кривые переходных процессов.

Устройство для регулирования объектов с запаздыванием содержит эле- 15 мент 1 задания, первый элемент 2 сравнения, задатчик 3 минимального значения регулируемой величины, компаратор 4, объект 5 с запаздыванием, ключ 6, первую обратную модель 7 объ- 20 екта без запаздывания, первый сумматор 8, элемент 9 запаздывания, вторую обратную модель 10 объекта без запаздывания, регулятор 11, второй сумматор 12, блок 13 логического пе- 25 реключения и второй элемент 14 сравнения:.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии управляющее воздействие на объект 5 равно нулю, и, следовательно, на второй вход компаратора 4 поступает также нулевое значение регулируемой величины. В компараторе 4 по результатам сравне- 35 ния с минимальным значением регулируемой величины, поступающей с задатчика 3, вырабатывается сигнал логическс го "О", который поступает на управляющие входы блока 13 логического 40 переключения и ключа. 6. В блоке 13 логического переключения по управляющему сигналу логического "0" пропускается сигнал заданного значения регулируемой величины с элемента 1 за- 45 дания: на второй вход первого элемента 2 сравнения. На первый вход элемента 2 сравнения поступает также заданное значение регулируемой величины с элемента 1 задания, поэтому на выходе первого элемента 2 сравнения будет нулевое значение рассогласования, которое не приводит к измененик сигнала на выходе регулятора

11. Так как в начальный момент на выходе регулятора 11 устанавливается

1 нулевое з нач ение, то управление по . отклонению регулируемой величины от заданного значения не формируется.

На вход первой обратной модели 7 поступает заданное значение регулируемой величины с элемента 1 задания, по которому вычисляется соответствующее ему программное управляющее воздействие V„ (t), Так как при поступлении на управляющий вход ключа 6 сигнала логического "0" с компаратора 4 ключ закрывается, то корректирующее управляющее воздействие также не формируется.

Таким образом, на стадии начального управления объектом, когда отсутствует измеренное значение регулируемой величины, устройством реализуется управление по программе с помощью первой обратной модели 7. Общее управ ляющее воздействие U(t) в этом случае формируется по каналу 1, 7, 8, 12.

По истечении времени запаздывания

3, когда на выходе объекта 5 появляется измеренное значение регулируемой величины, на выходе компаратора

4 вырабатывается сигнал логической

"1" ° По этому сигналу в блоке 13 логического переключения на вход первого элемента 2 сравнения пропускается фактическое значение регулируемой величины Х(t). Таким образом, осуществляется замыкание обратной связи по каналу 2, 11, Если значение регулируемой величины Y(t) равно заданному значению Y>(t), то на выходе первого элемента 2 сравнения будет сигнал рассогласования, равный нулю:

Это означает, что обратная модель объекта 7 без запаздывания полностью адекватна объекту 5, с запаздыванием.

Если ошибка рассогласования X(t) отлична от нуля, то с помощью типового регулятора ll, например пропорционального звена, формируется добавочное управляющее воздействие, которое суммируется с программным управляющим воздействием U„p (t) в сумматоре

8. В общем случае параметры регулятора выбираются из условий устойчивости с использованием приближенных оценок параметров передаточной функции объекта 5 с запаздыванием.

Если обратная модель объекта 10 без запаздывания полностью адекватна объекту 5 с запаздыванием, то на ее выходе воспроизводится то воздействие U (t), под действием которого

1383295.получено значение регулируемой величины Y(t). Это приводит к тому, что на входы второго элемента 14 сравнения поступают равные сигналы, что влечет к появлению нулевого сигнала на его выходе, и, следовательно, никакой коррекции не требуется.. B том случае, когда параметры обратной модели 10 не полностью соответствуют параметрам объекта 5, модельное значение управления u„(t) будет отличаться от реализованного на объекте управляющего воздействия U(t — ), задержанного в элементе 9 запаздывания на время запаздывания ь, и на выходе второго элемента 14 сравнения возникает ненулевое рассогласование U() = Б(— ) — U (t),-обусловленное параметрическим рассог- 20 ласованием обратной модели. Для стационарного объекта регулирования это будет характеризовать статическую ошибку обратных моделей 7 и 10. Проходя через ключ 6, который открывает- 25 ся компаратором 4 по сигналу логической "1", сигнал отклонения ZV(t)

Ю суммируется с сигналом, поступающим с выхода сумматора 8, во втором сумматоре 12.

Таким образом, общее управляющее воздействие U(t) формируется из программного воздействия U „p (t), добавочного воздействия по отклонению регулируемой величины, формируемого по каналу 2, 11 и корректирующего воздействия по цепи 9, 10, 14, 6, 12.

Технико-экономическое преимущество устройства заключается в том, что введение коррекции по управляющему 40 воздействию при рассогласовании параметров модели управления с параметрами объекта с запаздыванием позволяет повысить точность регулирования выходного параметра. ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для регулирования объектов с запаздыванием, содержащее элемент задания, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, задатчик минимального значения регулируемой величины, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом объекта с запаздыванием, а выход — с управляющим входом ключа, первую обратную модель объекта без запаздывания, выход которой соединен с первым входом первого сумматора, элемент запаздывания, вход которого соединен с входом объекта с запаздыванием, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены вторая обратная модель объекта без запаздывания, регулятор, второй сумматор, блок логического переключения и второй элемент сравнения, причем вход второй обратной модели объекта без запаздывания соединен с выходом объекта с запаздыванием и с первым информационным входом блока логического переключения, а выход второй обратной модели объекта без запаздывания соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом элемента запаздывания, а выход — с информационным входом ключа, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход второго сумматора соединен с входом объекта с запаздыванием, вход первой обратной модели объекта без запаздывания соединен с выходом элемента задания и с вторым информационным входом блока логического переключения, управляющий вход кбторого соединен с выходом компаратора, а выход — с вторым входом первогь элемента сравнения, выход которого соединен с входом регулятора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора.

1383295

zr

Уиг. 2

Составитель Е.Власов

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Редактор Е.Папп

Заказ 1296/45 Тираж 866 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