Система автоматического регулирования

 

Изобретение может быть использовано для построения систем управления объектами циклического действия, обладающими большими запаздываниями и подверженными влиянию контролируемых и неконтролируемых возмущений. Изобретение позволяет повысить точность регулирования. Сущность изобретения заключается в том, что на каждом цикле работы объекта с запаздыванием оцениваются и экстраполируются на последующие циклы образцовые управляющие воздействия, обеспечивающие компенсацию неконтролируемых возмущений. При формировании управлений текущего цикла прогнозируемые образцовые управления корректируются с учетом текущих значений контролируемых возмущений и ошибок регулирования. Система автоматического регулирования объекта 1 регулирования содержит исполнительное устройство 2, третий 3, второй 4, первый 5 и четвертый 6 датчики, первый задатчик 7, первый сумматор 8, регулятор 9, первый 10 и третий 11 блоки сравнения, первый блок 12 задержки, второй сумматор 13, обратную модель 14 объекта без запаздывания, фильтр 15 низкой частоты, программный задатчик 16, третий блок 17 задержки, четвертый блок 18 сравнения, первый масштабирующий блок 19, третий сумматор 20, третий масштабирующий блок 21, второй блок 22 задержки, второй масштабирующий блок 23, второй переключатель 24, состоящий из четвертого сумматора 25 и третьего 26 и четвертого 27 ключей, первый 28 и второй 29 блоки записи-воспроизведения, первый переключатель 30, состоящий из первого 31 и второго 32 ключей, синхронизатор, состоящий из триггера, трех ключей, двух сумматоров, реле времени, таймера и блока сравнения, и блок управления длительностью рабочего цикла, состоящий из четырех сумматоров, двух ключей, трех задатчиков, четырех масштабирующих блоков, запоминающего блока 53 и двух блоков сравнения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 3 А"1 (19)SU (51) y G 05 В 17/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4313763/24-24 (22) 06 ° 10,87 (46) 30.04.89. Бюл. Р 16 (71) Сибирский металлургический институт им.С.Орджоникидзе (72) Л.П.Мьппляев, В.H.Àâäååâ, С.Ф.Киселев, А.Е.Кошелев, Ю.Н,Иарченко и В.Н.Николаевский (53) 62-50 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1300413, кл. G 05 В 17/00, 1985. (54) СИСТЕИА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для построения систем управления объектами циклического действия, обладающими большими запаздываниями и подверженными влиянию контролируемых и неконтролируемых возмущений. Изобретение позволяет повысить точность регулирования. Сущность изобретения заключается в том, что

1476433 на каждом цикле работы объекта с запаздыванием оцениваются и экстраполируются на последующие циклы образ- цовые управляющие воздействия, обеспечивающие компенсацию неконтролируемых возмущений. При формировании управлений текущего цикла прогнозируемые образцовые управления корректируются с учетом текущих значений контролируемых возмущений и ошибок регулирования. Система автоматического регулирования объекта 1 регулирования содержит исполнительное устройство 2, третий 3 второй 4, первый

5 и четвертый 6 датчики, первый задатчик 7, первый сумматор 8, регулятор 9, первый 10 и третий 11 блоки сравнения, первый блок 12 задержки, второй сумматор 13, обратную модель

14 объекта без запаздывания, фильтр

15 низкой частоты, программный задатИзобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано для управления объектами циклического действия, которые подвержены влиянию контролируемых и неконтролируемых возмущений.

Неконтролируемые возмущения, действующие на объект регулирования, представлены аддитивными случайными процессами с медленно и быстроменяющимися свойствами. Канал регулирования содержит запаздывание.

Примерами такого рода систем могут служить системы регулирования температуры слитков металла в нагревательных колодцах.

Цель изобретения - повьппение точности регулирования и расширение функциональнь1х возможностей системы автоматического регулирования.

На фиг. 1 и 2 изображена блоксхема системы автоматического регулирования.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: U — - управляющее воздействие объекта управления; М— контролируемое знешнее воздействие; т

Y и 7- - соответственно первая и и вторая регулируемые выходные перечик 16, третий блок 17 задержки, четвертый блок 18 сравнения, первый масштабирующий блок 19, третий сумматор 20, третий масштабирующий блок

21, второй блок 22 задержки, второй маештабирующий блок 23, второй переключатель 24, состоящий из четвертого сумматора 25 и третьего 26 и четвертого 27 ключей, первый 28 и второй 29 блоки записи-воспроизведения, первый переключатель 30, состоящий из первого 31 и второго 32 ключей синхронизатор, состоящий из триггера трех ключей, двух сумматоров, реле времени, таймера и блока сравнения, блок управления длительностью рабочего цикла, состоящий из четырех сумматоров и двух ключей, трех задатчиков, четырех масштабирующих блоков, запоминающего блока 53 и двух блоков сравнения. 2 ил.

2 манные объекта управления; Y и У â€”

° Ф заданные значения соответствующих регулируемых выходных переменных объекта; Т" и Tä — соответствен5 но базовая и расчетная длительность корректируемого периода рабочего цикла (или всего цикла);

V+ — базовая скорость записи и воспроизведения в блоках записи и воспроизведения; Vð — расчетная скорость записи и воспроизведения сигналов блоками записи-воспроизведения в корректируемый период, соответствующая расчетной длительности

15 периода Т, V — текущее значение скорости записи (воспроизведения);

I — сигнал о начале очередного рабочего цикла технологического процесса.

Система автоматического регулирования содержит объект 1 регулирования, исполнительное устройство

2, третий 3, второй 4, первый 5 и

25 четвертый 6 датчики, первый задатчик 7, первый сумматор 8, регулятор .9, первый блок 10 сравнения, третий блок 11 сравнения, первый блок 12 задержки, второй сумматор 13, обрат30 ную модель 14 объекта без запазды1476433 вания, фильтр 15 низкой частоты, программный задатчик 16, третий блок

17 задержки, четвертый блок 18 сравнения, первый масштабирующий блок

19, третий сумматор 20, третий масштабирующий блок 21, второй блок 22 задержки, второй масштабирующий блок

23, второй переключатель 24, состоящий из четвертого сумматора 25, третьего 26 и четвертого 27 ключей, первый 28 и второй 29 блоки записивоспроизведения, первый переключатель 30, состоящий- из первого 31 и второго.32 ключей, синхронизатор 33, 15 состоящий из триггера 34, пятого ключа 35, пятого сумматора 36, реле 37 времени, седьмого ключа 38, шестого сумматора 39, таймера 40, второго блока 41 сравнения и шестого ключа 2р

42, блок 43 управления длительностью рабочего цикла, состоящий из десятого сумматора 44, девятого 45 и восьмого 46 ключей, четвертого 47 и второго 48 задатчиков, четвертого мас- 25 штабирующего блока 49, седьмого сумматора 50, пятого масштабирующего блока 51, восьмого сумматора 52, запоминающего Глока 53, шестого блока

54 сравнения, шестого масштабирующе- 30 го блока 55, девятого сумматора 56, пятого блока 57 сравнения, седьмого масштабирующего блока 58 и третьего задатчика 59.

Объект 1 регулирования представ35 ляет собой, например, рекуперативный нагревательный колодец. Первой выходной регулируемой величиной I является, например, температура поверхности слитка, измеряемая в течение 40 всего рабочего цикла. Второй регулируемой выходной величиной I> является, например, показатель качества прогрева слитка за время рабочего цикла, измеряемый для каждого цикла однократно по его окончании. Таким показателем может служить температура раската. Управляющим воздействием

U является расход топлива (в частности, газа) на обогрев ячейки колодца. В качестве контролируемого внешнего воздействия W можно рассматривать, например, температуру воздуха (или газа), подаваемого на сжигание, после рекуператора.

Сообразно оговоренному примеру объекта регулирования приводятся и примеры технической реализации исполнительного устройства и датчиков.

Система автоматического регулирования работает следующим образом.

В синхронизаторе 33 по сигналу

I о начале очередного рабочего цикла технологического процесса происходит очередное опрокидывание триггера 34, т.е. в очередной раз производится смена величин сигналов на. выходах триггера, Например, на текущем цикле выходной .сигнал, отличный от нуля, формируется на первом выходе триггера 34 и поступает через пятый ключ 35 на вход третьего сумматора 36. На последующем цикле триггер 34 вновь опрокинется и сигнал появится уже на втором его выходе и через седьмой ключ 38 поступит на второй вход пятого сумматора 36. В результате в течение каждого цикла на выходе одного из ключей 35 или 38 и на выходе пятого сумматора 36 посо тоянно присутствует сигнал, отличный от нуля. Одновременно в начале рабочего цикла по сигналу I осуществляется запуск реле 37 времени, на выходе которого формируется сигнал, поддерживаемый на постоянном уровне в течение времени, соответствующего длительности начального периода технологического процесса (например, периоду нагрева слитков в колодце).

По этому сигналу останавливается таймер 40 и одновременно сигналом I в таймере задаются нулевые начальные условия. Сигнал на выходе таймера 40 в этом период равен нулю. Одновре:.. менно сигнал с выхода реле 37 временИ поступает через шестой сумматор

39 на управляющие входы пятого 35 и седьмого 38 ключей, замыкая их и пропуская сигналы с выходов триггера

34 на входы пятого сумматора 36. В то же время этот сигнал запирает шестой ключ 42, не пропуская сигнал с выхода второго блока 41 сравнения на второй вход шестого сумматора 39.

По истечении времени, соответствующего длительности начальйого периода, сигнал на выходе реле 37 времени исчезает, происходит запуск таймера, замыкается шестой ключ 42. Сигнал Т с выхода таймера 40 во втором блоке

41 сравнения вычитается из сигнала о расчетной величине Тр длительности второго периода процесса (в частности, периода томления слитков). Сигнал о полученной разности через уже замкнутый шестой ключ 42 и через

5 1476433 ь

10

25 шестой сумматор 39 поступает на управляющие входы пятого 35 и седьмого 38 ключей. И пока выполняется условие Т < Тр — текущий цикл технологического процесса продолжается, ключи 35 и 38 замкнуты. В противном случае эти ключи размыкаются и оче-: редной цикл работы системы автоматического регулирования заканчивается.

Таким образом, с началом каждого рабочего цикла технологического процесса формируется и в течение всего интервала длительности этого цикла поддерживается на выходе пятого 35 или седьмого 38 ключа (поочередно) управляющий сигнал. Одновременно на выходе пятого сумматора 36 также формируется и поддерживается в течение всего рабочего цикла управляющий сигнал.

Управляющий сигнал с выхода пятого сумматора 36 поступает íà первый управляющий вход программного задатчика 16. Одновременно управляющий сигнал (например, на нечетном по номеру цикла) поступает с выхода пятого ключа 35 на управляющие входы первого

31 и четвертого 27 ключей, на первый управляющий вход блока 29 записивоспроизведения и на второй управляющий вход первого блока 28 записивоспроизведения. По этим сигналам осуществляется запуск программного задатчика 16, второго блока 29 записи-воспроизведения в режиме воспроизведение" и первого блока записивоспроизведения в режиме "запись", первый 31 и четвертый 27 ключи замыкаются. На выходе программного задатчика 16 формируется сигнал Y о задании на величину первой регулируемой переменной. Траектория изменения

Y записана в программном эадатчике и вопроизводится от цикла к циклу.

При этом в случае необходимости изменения длительности рабочего цикла, воспроизводимая длина траектории Y

I может быть изменена путем изменения величины сигнала о требуемой скорости V записи и воспроизведения,.поступающего на второй управляющий вход программного задатчика 16. Одновременно этот же сигнал V поступает на третьи управляющие входы первого 28 и второго 29 блоков записи-воспроизведения, скорость записи и воспроизведения сигналов на которых выдерживается в соответствии с величиной

50 этого сигнала V. Одновременно замыкаются первый 31 и четвертый 27 ключи. На выходе второго блока 29 записи-воспроизведения формируется сигнал о текущей величине V (t,i ) базового управляющего воздействия, записанного в этот блок на предшествовавшем цикле работы системы. Этот сигнал поступает через четвертый ключ 27 и четвертый сумматор 25 второго переключателя 24 на вход первого сумматора 8.

В то же время сигнал Y (t) с вы+ ( хода программного задатчика 16 поступает на вход первого блока 10 сравнения, где из него вычитается сигнал Iq(t,i) о текущем фактическом значении первой регулируемой выходной величины, на текущем i-ом цикле работы системы, поступающий с выхода первого датчика 5, На выходе первого блока 10 сравнения формируется сигнал ошибки регулирования, равный поступающий на вход регулятора 9, формирующего сигнал d U«(t,i ) корректировки базового управляющего воздействия U (t i ) по величине фактической ошибки регулирования, поступающий на другой вход первого сумматора 8. Одновременно изменяется текущее значение контролируемого внешнего воздействия на текущем i-ом цикле, сигнал W(t,i ) о котором поступает с выхода третьего датчика 3 на вход третьего блока 11 сравнения, где из него вычитается сигнал W o базовой величине контролируемого внешнего воздействия, поступающий с выхода первого задатчика 7. Сигнал о полученной разности W(t,i) -=

° ф

= W(t,i)-W поступает на вход третьего масштабирующего блока 21, где умножается на коэффициент Kw пересчета 41(в компенсирующие их корректировки Д Uw управляющего воздействия.

Величина К (,„ определяется, наприKk. - A мер как отношение К

Э W-0w -Y< коэффициента К „, усиления мддели канала регулирования, равного h U—

-67(, и коэффициента Къ„ (, усиления канала преобразования контролируемого возмущения, равного 4W — 4 Y, .

1476433

Сигнал .о величине (2) +40,(t.i), (3) (5) 20

30

40

45 (6) (4) 5 с выхода третьего масштабирующего блока 2 1 поступает на третий вход первого сумматора 8. В результате на выходе первого сумматора 8 формируется сигнал 10

Ч, (С,1)=Ч (t 1)+ 4U (t ) + управления, поступающий через исполнительное устройство 2 на управляющий вход объекта 1 регулирования.

Сигнал V(t i ) о фактически реализованном управляющем воздействии с выхода второго датчика 4 через первый блок 12 задержки, где задерживаетая на время, равное величине с времени запаздывания в канале регулирования. Получаемый сигнал

Vf(t- ),17 с выхода первого блока 12 задержки поступает на вход второго сумматора 13, где суммируется с сигналом U Г(й - .),1), формируемым в результате прохождения сигнала 6(С ) с выхода первого блока 10 сравнения через фильтр 15 низкой частоты и .обратную модель 14 объекта без запаздывания. Фильтр 15 низкой частоты осуществляет подавление высокочастотных составляющих сигнала f(t,i ), обусловленных, главным образом, влиянием помех измерения. Формируемый на выходе обратной модели 14 сигнал

Ь UBt.(t-с ), i) представляет корректировку фактически реализованного управляющего воздействия VP(t-<) i3 .

Получаемый на выходе второго сум- матора 13 сигнал представляет собой восстановленное расчетным путем значение управляющего воздействия, которое будучи реализованным в момент времени (t-Г), обеспечило бы полную компенсацию всех возмущений процесса и получение нулевого значения текущей ошибки регулирования.

Сигнал V L(t-7), il с выхода второго сумматора 13 подается на вход четвертого блока 18 сравнения, где из него вычитается сигнал a U f(t ), i) о реализованной в момент (t-i ) корректировке управляющего воздействия по контрольному возмущению, поступающий с выхода третьего масштабирующего блока 21 через третий блок

17 задержки. В результате на выхдде четвертого блока 18 сравнения формируется сигнал восстановленного управляющего воздействия, приведенного к базовым условиям по контролируемому внешнему воддействию: изменения которого от цикла к циклу направлены на компенсацию эффектов неконтролируемых возмущений. Этот сигнал через первый масштабирующий блок 19, где умножается на постоянный коэффициент 0 с < 1, поступает на вход третьего сумматора 20. В то же время сигнал V"(t i ), о базовом управлении, записанный на предшествовавшем.цикле работы системы во втором блоке 29 записи-воспроизведения, поступает с выхода второго переключателя через второй блок 22 задержки и второй масштабирующий блок 23 на другой вход третьего сумматора. Во втором блоке 22 задержки сигнал

V" (t,i ) задерживается на время с запаздывания в канале регулирования.

Полученный сигнал V L(t- ), i) во втором,масштабирующем блоке 23 умножается на постоянный коэффициент

0 (,/ (1. В результате суммирования на выходе третьего сумматора 20 формируется сигнал базового управления для последующего цикла работы системы, поступающий через первый ключ 31 на вход первого блока 28 записи-воспроизведения, работающего в режиме "запись . При выборе 4 и „/3 должно выполняться условие 4. + =1. Нетрудно видеть, что в этом случае формула (6) аналогична формуле экспоненциального сглаживания. Другими словами, в каждый текущий момент, времени t текущего i-ro цикла, записываемое базовое управляю1476433

10 ()=, ()(7) 15

U" f(t-i) (i-2)

hT(i)=Кт (-» щее воздействие для последующего цикла <"((- ),(д+1)) представляет собой экспоненциальное среднее значение оценок образцового управляющего воздействия на момент (t- <), полученных на текущем и предшествующих циклах. Глубина памяти сглаживателя (интервал усреднения) задается путем соответствующего подбора с . и „/ и выбирается, исходя из статистических свойств рядов:

v "" (t-. ), i), U "" Г (е- ), (i-1 )7, при различных t. Свойства этих рядов определяются свойствами неконтролируемых возмущений объекта регулирования, Поскольку на запись поступают управляющие воздействия Б E(t=)(ip,, +1 Ц, смещенные в прошлое на время г по отношению к текущему моменту t, то для устранения этого смещения воспроизведение записей базовых управлений в блоках 28 и 29 записи — воспроизведения начинается с момента времени, смещенного вперед на интер-. вал с по отношению к моменту начала записи.

По окончании периода времени, отведенного на реализацию цикла с выхода синхронизатора 33, перестают поступать управляющие сигналы на управляющие входы программного задатчика 16, первого 28 и второго 29 блоков записи-воспроизведения, первого и четвертого ключей, функционирование рассмотренной части системы прекращается. При поступлении вновь сигнала I о начале .- очередного цикла технологического процесса весь описанный выше цикл работы рассмотренной части системы йовторитая с той лишь разницей, что замкнутся уже второй 32 и третий 26 ключи, первый блок 28 записи-воспроизведения будет работать в режиме

"воспроизведение", а второй блок 29 записи-воспроизведения будет работать в режиме "запись".

По окончании очередного i-го цикла работы системы осуществляется измерение второй регулируемой вых6дной величины Х<(i) объекта регулирования, в частности, показателя качества прогрева слитков в нагре30

55 вательном колодце. Сигнал о величине этого показателя поступает с выхода четвертого датчика 6 в блок 43 управления длительностью рабочего цикла на вход пятого блока 57 сравнения, где из него вычитается сигнал

I о заданной величине этого показателя, поступающий с выхода второго задатчика 48. Сигнал о полученной разности с выхода пятого блока 57 сравнения . через четвертый масштабирующий блок

49 поступает на вход седьмого сумматора, где суммируется с сигналом о расчетной величине Tp(i) длительности корректируемого периода рабочего цикла. В четвертом масштабирующем блоке 49 сигнал z(i) умножается на коэффициент пересчета ее в соответствующую корректировку длительности завершенного i-го рабочего цикла: где Кг — определяемый, например, опытным путем коэффициент усиления модели, отражающей взаимосвязь между изменением длительности рабочего цикла (например, периода томления слитков в нагревательном колодце) и изменениями показателя неравномерности прогрева слитков.

В результате на выходе седьмого сумматора 50 формируется сигнал восстановленной образцовой величины

Т (i ) длительности корректируемого периода рабочего цикла, реализация которой обеспечила бы для прошедшего

i-ro цикла нулевую ошибку f (i)=0.

Сигнал Т (i) с выхода седьмого сумматора 50 через пятый масштабирующий блок 51 и через восьмой сумматор 52 поступает на вход запоминающего блока 53. В пятом масштабирующем блоке сигнал Т (i) умножается на постоян» ный коэффициент 0 cd (1 и полученный в результате сигнал в восьмом сумматоре 52 суммируется с расчетной величиной Tp(i) длительности корректируемого периода, определенной на предшествующем цикле, поступающей с выхода запоминающего блока 53 через седьмой масштабирующий блок 58, где умножается на постоянный коэффициент

0 (Jb (1

1476433

При выборе 1, и, должно выполняться условие, +„д,=1. Нетрудно видеть, что в этом случае сигнал на выходе восьмого сумматора 52 равен

T„(i+1)=<„T ()+ Tр(i) (8) представляет собой результат экспоненциального сглаживания. Другими словами, расчетная длительность

Тр(i+1) корректируемого периода для последующего (i+1)-ro цикла работы системы представляет собой экспоненциальное среднее значение оценок образцовых значений этой длительности, полученных на текущем и предшествующих циклах. Глубина памяти сглаживателя (интервал усреднения) задается путем соответствующего подбора величин 1 и о и выбирается, исходя из статистических свойств ряда

10!

Т (i), Т (i-1), Т (i 2), ° ° °

25 (9) и с выхода шестого блока 54 сравнения поступает на вход шестого масштабирующего блока 55, где происходит умножение и Тр() на постоянный коэффициент К„ пересчета изменений длительность цикла в соответствующие изменения h V(i ) скорости записи и воспроизведения сигналов программным задатчиком 16 и первым 28 и вторым

29 блоками записи-воспроизведения.

55

Свойства этого ряда определяются свойствами неконтролируемых возмущений объекта регулирования, оказывающих влияние на Т . На последующем 30 (i+1)-ом цикле по окончании первого периода (в частности, периода нагрева) и при переходе к второму периоду, длительность которого корректируется (в частности, период томления

35 слитков) при снятии сигнала, на выходе реле 37 времени происходит запись сигнала Тр(i+1) в запоминающий блок и с его выхода сигнал Tp(i) поступает в синхронизатор 33 на вто- 40 рой вход второго блока 41 сравнения, а также на вход шестого блока 54 сравнения, где иэ него вычитается сигнал Т о базовой величине длительности корректируемого периода рабочего цикла:

Полученный сигнал

4Vð (1 ) = К„Тр (1 ) (10) поступает с выхода шестого масштабирующего блока 55 на вход девятого сумматора 56, где суммируется с сигФ налом V о базовой величине скорости записи и воспроизведения сигналов, соответствующей базовой длительности Т корректируемого периода рабочего цикла. Полученный сигнал расчетной скорости V (i ) записиР воспроизведения сигналов в корректируемый период рабочего цикла, равный поступает с выхода девятого сумматора 56 на информационный вход восьмого ключа 46. Одновременно сигнал V

Ф поступает с выхода четвертого задатчика 47 на информационный вход девятого ключа 45. Сигналы с выхддов восьмого 46 и девятого 45 ключей подаются соответственно на первый и второй входы десятого сумматора 44.

На управляющие входы этих ключей поступает сигнал с выхода реле 37 времени. В начальном периоде рабочего цикла, пока имеется сигнал на выходе реле 37 времени, восьмой ключ 46 разомкнут, а девятый ключ 45 замкнут, и сигнал V с выхода четвертого эа1 датчика 47 поступает через этот ключ на вход десятого сумматора 44. B результате в начальный период рабочего цикла (в частности, период нагрева слитков в нагревательном колодце) сигнал V(i ) управления скоростью записи и воспроизведения, поступающий с -выхода десятого сумматора 44 на управляющие входы программного задатчика 16 и первого 28 и второго

29 блоков записи-воспроизведения, С наступлением второго периода процесса, длительность которого может корректироваться, сигнал на выходе реле 37 времени исчезает. В соответствии с этим девятый ключ 45 размыкается, а восьмой ключ 46 замыкается, пропуская через себя на вход десятого сумматора 44 и далее на управляющие вхдды программного задатчика 16 и первого 28 и второго 29 блоков -записи-воспроизведения сигнал

У(1 )=Ур(i) расчетной для данного

i-го цикла скорости записи и воспро13 !

1476433 изведения, определенной в соответствии с рачетной длительностью корректируемого периода Тр(1), определенной для текущего цикла по окончании предшествующего. В результате происходит деформация во времени программы изменения I< (t,i ) первого регулируемого выхода объекта регулирования в период с корректируемой длительностью (в частности, программы изменения температуры слитков в.. нагревательном. колодце в период томления). За счет этого достигается устранение нарушений хода процесса, приводящих к отклонениям I от за Ф.

z дания I (в частности, при нагреве слитков в нагревательньж колодцах— устранение отклонений показателя неравномерности прогрева слитков от gp заданного уровня).

Для каждого последующего цикла работы системы автоматического регулирования описанная выше последовательность функционирования системы 25 и ее элементов повторяется.

Таким образом, в системе автоматического регулирования на каждом цикле оцениваются с запаздыванием образцовые значения управляющих воздействий, реализация которых позволи" ла бы компенсировать как контролируемые, так и неконтролируемые возмущения, влияющие на первый регулируемый выход объекта регулирования. Эти образцовые управления пересчитывают35 ся на базовые условия по контролируемому внешнему воздействию. Полученные приведенные значения управлений сглаживаются с учетом их применений на предшествующих циклах и используются в качестве базовых управлений на текущем цикле. При формировании текущих управлений на текущем цикле базового управления

45 корректируются с учетом отклонений о текущих значений контролируемого внешнего воздействия от базового значения. По окончании рабочего цикла оценивается .фактическая величина второго регулируемого выхода и по

50 отклонению ее от заданного уровня рассчитывается образцовая величина длительности второго (корректируемого) периода цикла. Реализация вто55 рого периода предшествующего цикла с образцовой длительностью позволила бы компенсировать возмущения, влияющие на второй регулируемый выход объекта регулирования и получить его значение, равное заданному. Полученные образцовые значения длительности корректируемого периода сглаживаются с учетом их изменений на предшествующих циклах. Полученное сглаженное значение используется для реализации на последующем цикле. !

Формула изобретения

Система автоматического регулирования, содержащая последовательно соединенные исполнительное устройство, объект регулирования, первый датчик, первый блок сравнения, регулятор и первый сумматор, подключенный своим выходом к входу исполнительного устройства, последовательно соединенные фильтр низкой частоты, обратная модель объекта без запаздывания и второй сумматор, последовательно соединенные первый масштабирующий блок и третий сумматор, последовательно соединенные второй датчик и первый блок сравнения, последовательно соединенные второй блок задержки и второй масштабирующий блок, первый и второй ключи, информационные входы которых соединены между собой, третий и четвертый ключи и четвертый сумматор, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого ключей, первый и второй записи-воспроизведения, программный задатчик, последовательно соединенные триггер, пятый ключ и пятый сумматор, последовательно соединенные реле времени, таймер, второй блок сравнения, шестой ключ, шестой сумматор и седьмой ключ, причем вход фильтра низкой частоты соединен с входом регулятора, входы реле времео ни, триггера и второй вход таймера соединены между собой, второй выход триггера через седьмой ключ соединен с вторым входом пятого сумматора, с управляющими входами второго и третьего ключей и с первым управляющим входом первого блока записи-воспроизведения, выход реле времени подключен к управляющему входу шестого ключа и к второму входу шестого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, подключенного своим выходом к управляющим входам первого и четвертого ключей, к первому управляющему входу

1476433

16 второго блока записи-воспроизведения и к третьему управляющему входу первого блока. записи-воспроизведения, второй управляющий вход второго блока записи-воспроизведения соединен с первым управляющим входом первого блока записи-воспроизведения, выход первого ключа соединен с информационным входом первого блока записи-воспроизведения, подключенного своим выходом к информационному входу третьего ключа, выход второго ключа соединен с информационным входом второго блока записи-воспроизведения, 15 подключенного своим выходом к информационному входу четвертого ключа, информационные входы первого и второго ключей соединены с выходом третьего сумматора, второй вход кото- 20 рого соединен с выходом второго масштабирующего блока, выход четвертого сумматора подключен к второму входу первого сумматора и к входу второго блока задержки, выход первого блока 25 задержки соединен с вторым входом второго сумматора, вход второго датчика соединен с выходом исполнительного устройства, выход пятого сумматора соединен с первым входом прог- 30 раммного задатчика, подключенного своим выходом к второму входу первого блока сравнения, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулиРования, в систему введены последовательно соединенные третий датчик, третий блок сравнения, третий масштабирующий блок, третий блок задержки и четвертый блок сравнения, первый задатЧик, 4р подключенный своим выходом к второму входу третьего блока сравнения, четвертый датчик, последовательно соединенные второй задатчик, пятый блок сравнения, четвертый масштабирующий блок, седьмой сумматор, пятый масш-. табирующий блок, восьмой сумматор, запоминающий блок, шестой блок сравнения, шестой масштабирующий йлок, девятый сумматор, восьмой ключ, десятый сумматор, девятый ключ третий задатчик, четвертый задатчик иседьмой масштабирующий блок, соединенный своим входом с выходом запоминающего блока и с вторымвходом седьмогосумматора,а выходом — с вторым входом восьмого сумматора, причем вход третьего датчика соединен с вторым входом объекта управления, выход четвертого датчика подключен к второму входу первого блока задержки, второй вход . второго блока сравнения соединен с выходом запоминающего блока, управляющие входы восьмого и девятого ключей и запоминающего блока соединены между собой.и подключены к выходу реле времени, второй управляющий вход программного задатчика и третьи управляющие входы первого и второго блоков записи-воспроизведения соединены между собой и подключены к выходу десятого сумматора, тре-. тий вход первого сумматора соединен с выходом третьего масштабирующего блока, второй вход четвертого блока сравнения соединен с выходом второго сумматора, выход четвертого блока сравнения подключен к входу первого масштабирующего блока, вход четвертого датчика подключен к второму выходу объекта регулирования, выход девятого ключа соединен с вторым входом-десятого сумматора, выход третьего задатчика подключен к второму входу шестого блока сравнения, выход четвертого задатчика подключен к второму входу девятого сумматора и информационному входу девятого ключа.

1476433 иг. Г

Составитель А.Лащев

Техред М.Дидык

Редактор А.Ревин

Корректор В.Романенко

Заказ 2153/47 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101