Система автоматического регулирования

 

Изобретение может быть использовано для построения систем управления объектами, обладающими большими запаздываниями и подверженными влиянию неконтролируемых параметрических возмущений. Изобретение позволяет повысить точность регулирования. Сущность изобретения заключается в том, что в дискретные моменты времени фиксируется сигнал задания на величину регулируемого выхода объекта, и регулирующие воздействия для отработки изменений сигнала задания реализуются последовательными итерациями в системе регулирования, включающий исполнительный орган 1, объект 2 управления, блок 3 формирования траектории управлений, состоящий из широтно-импульсного модулятора 4, масштабирующего блока 5, запоминающего блока 6, блока 7 сравнения, интегратор 8, компаратора 9 и задатчика 10, датчики 11 и 12, блок 13 расчета текущих управлений, состоящий из блока 14 задержки, блока 15 сравнения, блока 16 умножения, блока 17 сравнения и запоминающего блока 18. Одновременно выполняется подстройка коэффициентов регулятора при изменениях характеристик объекта управления с использованием блока 19 адаптации, состоящего из запоминающего блока 20, блока 21 задержки, фильтра 22 низкой частоты, сумматор 23, фильтра 24 низкой частоты, блока 25 сравнения, запоминающего блока 26, масштабирующего блока 27, запоминающего блока 28, блока 29 задержки, блока 30 определения модуля, задатчика 31, блоков 32, 33 и 34 сравнения, ключа 35, компараторов 36 и 37, блока 38 определения модуля, блока 39 задержки, интегратора 40, блока 41 деления, интегратора 42, задатчика 43 и ключа 44. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1483429 5И 4 1 05 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCK0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4236607/24-24 (22) 29.04.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В. П. Авдеев, С. Ф. Киселев, Л. П. Мышляев, С. К. Коровин, А. С. Тропин, А. Ф. Смольников, А. А. Лесин, П. И. Кириллов и И. Г. Литвинцев (53) 62-50 (088.8) (56) Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием.— М.: Машиностроение, 1974, с. 214. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯЯ (57) Изобретение может быть использовано для построения систем управления объектами, обладаюшими большими запаздываниями и подверженными влиянию неконтролируем ых параметрических возмущений.

Изобретение позволяет повысить точность ре гулирования. Сущность изобретения заключается в том, что в дискретные моменты времени фиксируется сигнал задания на величину регулируемого выхода объекта, и регулирующие воздействия для отработки изменений сигнала задания реализуются последовательными итерациями в системе регулирования, включающей исполнительный орган 1, объект 2 управления, блок 3 формирования траектории управлений, состоящий из широтно-импульсного модулятора 4, масштабирующего блока 5, запоминающего блока 6, блока 7 сравнения, интегратора 8, компаратора 9 и задатчика 10, датчики 11 и 12, блок 13-расчета текуших управлений, состоящий из блока 14 задержки, блока 15 сравнения, блока 16 умножения, блока 17 сравнения и загоминающего блока 18. Одновременно выполняется подстройка коэффициентов регулятора при изменениях характеристик объекта управления с использованием блока 19 адаптации, состояшего из запоминающего блока 20, блока 21 задержки. фильтра 22 низкой частоты. сум1483429 матора 23, фильтра 24 низкой частоты, блока 25 сравнения, запоминаюшего блока 26, масштабируюгцего блока 27, запоминающего блока 28, блока 29 задержки, блока 30 определения модуля, задатчика 31, блоков 32, 3

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования и может быть использовано для построения систем управления объектами, обладающими большим (в сравнении с инерционностью) запаздыванием в канале регулирования и подверженными влиянию неконтролируемых параметрических возмушений, приводящих к изменениям коэффициента передачи канала регулирования и изменениям выхода объекта управления.

Задачей системы автоматического регулирования является отслеживание сигнала

У (i) задания на величину регулируемого выходного сигнала обьекта управления.

Цель изобретения — повышение точности 15 регулирования.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемой системы автоматического регулирования; »а фиг. 2 — динамика сигналов в системе при ступенчатом возмущении по задающему входу; на фиг. 3 — динамика сигналов, используемых при уточнении коэффициента регулятора.

Система автоматического регулирования содержит исполнительный орган 1, объект 2 управления, блок 3 формирования траекто- 25 рии управлений, состоящий из широтно-импульсного модулятора 4, первого масштабирующего блока 5, второго запоминающего блока 6, третьего блока 7 сравнения, первого интегратора 8, первого компаратора 9 и первого задатчика 10, второй !1 и первый . !2 датчики, блок 13 расчета текущих управлений, состоящий из первого блока !4 задержки, второго блока 15 сравнения, блока

16 умножения, первого блока 17 сравнения и первого запоминаюшего блока 18, блок 19 адаптации, состоящий из четвертого запоминающего блока 20, второго блока 21 задержки, первого фильтра 22 низкой частоты, сумматора 23, второго фильтра 24 низкой частоты, четвертого блока 25 сравнения, пятого запоминающего блока 26, второго масштабирующего блока 27, третьего запоминаюгцего блока 28, третьего блока 29 задержки, первого блока 30 определения модуля, второго задатчика 31, седьмого 32, шестого

33 и пятого 34 блоков сравнения, первого 4 ключа 35, второго 36 и третьего 37 компараторов, второго блока 38 определения модуля, 33 и 34 сравнения, ключа 35, компараторов

36 и 37, блока 38 определения модуля, блока 39 задержки, интегратора 40, блока 41 деления, интегратора 42, задатчика 43 и ключа 44. 3 ил.

4 четвертого блока 39 задержки, третьего интегратора 40, блока 41 деления, второго интегратора 42, третьего задатчика 43 и второго ключа 44.

На фиг. 1 — 3 приняты обозначения:

Y — фактическое и заданное значения регулируемой выходной величины объекта управления; Ь вЂ” регулируюшее входное воздействие объекта управления; ра — сигнал управления исполнительным органом; Š— тактовые импульсы, поступающие с интервалом дискретности at с второго выхода широтно-импульсного модулятора в дискретные моменты времени (1; E„— импульсы управления запоминанием, текущих значений сигнала Y" задания, поступаюшие в фиксированные моменты времени t. с интерваt лом дискретности at,;Y, — запомненное в очередной дискретный момент времени значение сигнала У, остаюшееся неизменным в течение интервала времени at.; сигнал ошибки регулирования; Ьр — расчетное значение регулирующего воздействия;

Ь(! — сигнал рассогласования между расчетным и фактически значениями регулирующего воздействия; аU, — запомненное в очередной дискретный момент времени значение сигнала a,U, остающееся неизменным в течение интервала времени a%, 5Y»вЂ” приращение сигнала о запомненном значении задания Y в соседние дискретные моменты времени t,, BY" " минимальная значимая величина сигнала Б (, U. и Y, — запоминаемые в момент времени t сглаженные значения сигналов U(t) и Y(t); U и 8U " — фактическое и минимальное значимое значения прирашения сигнала U(t) относительно U„8Y — приращение сигнала Y(t) относительно сигнала Y; d U u

BY — сигналы об интегральных значениях сигналов Й3 и BY kp(t) — сигнал об уточненном значении коэффициента регулятора.

Предлагаемая система автоматического регулирования может быть применена, например, дпя дозирования компонентов агломерационной шихты или для регулирования расхода воды при окомковании агломерационной шихты. Характерной особенностью системы является преобладающее влияние координатных внешних воздействий по

1483429

5 задающему входу Y" и значительное влияние на объект управления параметрических возмущений, приводящих к изменениям, например, коэффициента передачи канала регулирования.

В случае применения предлагаемой системы для регулирования расхода воды сигнала У представляет собой сигнал задания на текущее значение расхода воды, поступающий из системы управления процессом окомкования аглошихты (на чертеже эта система не показана); Y — текущее фактическое значение расхода воды; U — управляющее воздействие в виде угла поворота регулирующего клапана на водопроводе подачи воды в барабан-окомкователь.

Исполнительный орган 1, обеспечивающий изменение угла поворота регулирующего клапана, представляет собой, например, электрический исполнительный механизм. Объект 2 управления включает в себя регулирующий клапан и участок водопровода от регулирующего клапана до места установки измерителя расхода. Широтно-импульсный модулятор 4 представляет собой широтно-импульсный модулятор для биполярного сигнала. Второй 6, первый 18, четвертый 20, пятый 26 и третий 28 запоминающие блоки выполняются, например, в виде устройства для запоминания мгновенного значения сигнала. Первый 8, третий 40 и второй 42 интеграторы представляют собой интегратор с заданием начальных условий.

Первый 10, второй 31 и третий 43 задатчикиэто, например, источники опорного напряжения. Второй датчик I I представляет сооой, например, преобразователь углового перемещения рабочего органа ферродинамический типа ПФ. Первый датчик 12 является, например, дифманометром мембранным электрическим бесшкальным типа ДМЭ.

Первый 14, второй 21. третий 29 и четвертый

39 блоки задержки выполнены, например. в виде блока запаздывания. Первый 22 и второй 24 фильтры низкой частоты реализуются, например, в виде апериодического звена.

Ьлоки 30 и 38 определения модуля выполнены в виде блока образования модуля. Первый 35 и второй 44 ключи представляют собой замыкающие ключи.

Система работает следующим образом.

Сигнал о заданном значении Y (t) регулируемого выхода объекта управления поступает на информационный вход первого запоминающего блока 18. В очередной дискретный момент времени t, (через интервалы дискретности д (;) по сигналу, поступающему на управляющий вход первого запоминаюmего блока из блока 3 деформирования траектории управления с выхода первого компаратора 9, осуществляется запоминание текущего значения сигнала Y (t;). На выходе первого запоминающего блока 18 формируется сигнал Y (t), который остается неиз5 10 !

55 мепенным в течение интервала времени дискретизации д ti., т.е. до момента времени (< . т.е. сигнал 1 (t) представляет собой ступенчатую аппроксимацию сигнала 1 (t ) . 1!ри этом величина д1, выбирается из условия

At,. )(2%+3T). Этот сигнал поступает с выхода первого запоминающе;о блока 18 Hd вход первого блока 17 сравнения, гче из него вычитается сигнал Y(t) о текущем значении выхода объекта управления, поступающий с выхода первого датчика 12. Сигнал о пол ченной ошибке регулирования Q (t) =-=

= Y, (t) — Y(t) подается с выхода первого блока !7 сравнения на вход блока 16 умножения, где умножается на текущее значение адаптируемого коэффициента (ср(!), равного по величине обратному значению текущего коэффициента передачи канала регулирования. На выходе блока !6 умножения формируется сигнал EU (t — с) = k!,(t) 6(t), представляющий собой рассчитываемую с запаздыванием % корректировку реализованного ранее регулирующего воздействия

U(t — .), которую необходимо было выполнить. чтооы (1) = О. При расчете aU (t— ) не учитывается инерционность канала регуЛирования, однако погрешность расчета при этом считается незначительной, учитывая тот факт, что 7»Т. Сигнал L! (t —, ) во втором блоке 15 сравнения складывается с сигналом U(t — ч ) о реализованном в »омент времени т — -Ч регулирующем воздействии, поступающем с выхода исполнительного органа I через первый датчйк 11 и первый блок 14 задержки на второй вход второго блока 15 сравнения.

В результате на выходе второго блока 5 сравнения формируется сигнал о текущем регулирующем воздействии

1,(t) — U(t — %) +k,(t) (1,(t) — Y(t) J, поступающий для реализации в блок 3 формирования траектории управления на вход третьего блока 7 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал Г(t) о текущем фактическом значении регулир ющего воздействия с выхода исполнительного органа 1.

На выходе третьего блока 7 сравнения формируется сигнал рассогласования д(!(!)=

=L!<(t) - U(t) между расчетным и фактическими текущими значениями регулирующего воздействия. Этот сигнал поступает на информационный вход второго запоминающего блока 6. в котором запоминаются его значения в дискретные моменты времени t. c

J интервалом дискретности pt:. Запоминание б осуществляется в моменты поступления на управляющий вход второго запоминающего блока 6 тактовых импульсов с второго выхода широтно-импульсного модулятора 4. На выходе второго запоминающего блока формируется сигнал Ll I.!c (t), величина которого

1483429 соответствует величине QU (t) в момент времени t и остается неизменной в течение инJ тервала времени дискретизации Qt.. QpylH-! ми словами, сигнал ь Uq(t) представляет собой ступенчатую аппроксимацию сигнала

Ы.)(t). При этом t =- — — —, где и — цеьИ

3 лое число, выбираемое из условий 2> na N;

U= — — — — —, т.е. t должно быть не меМ;

2

10 нее времени Т„= 2 + ЗТ.

Сигнал U<(t) с выхода второго запоминаюшего блока 6 поступает на вход первого масштабируюшего блока 5, в котором умножается на постоянный коэффициент k величина которого обратно пропорционально значению скорости )х„изменения регулирующего возействия k„= к)1х„, где 0 L (Ы1 настроечный коэффициент. На выходе первого масштабируюшего блока 5 в момент времени t ф оo)рlмируется сигнал hT (t1) =

= — — — - — —, величина которого соответствует U. ia ) ч

20 длительности импульса включения испол- 25 нительного механизма, в течение которого исполнительный механизм изменяет угол поворота регулирующего органа на величину

6U(t). Этот сигнал подается на вход широтно-импульсного модулятора 4, с выхода которого поступают в моменты времени через интервалы ht> управляюшие импульсы tlocToÿílloé амплитуды и длительностью

ЛТц па вход исполнительного органа 1. Знак сигна IB («+» или « — ») соответствует знаку сигнала,бТ,(1 ), а следовательно, сигнала 5U(t). B результате изменяется выход

U(t) исполнительного органа 1, приводя к изменению регулируемого выхода Y(t) объекта 2 управления.

Одновременно тактовые импульсы в моменты времени t> через интервалы времени 40

At> поступают на информационный вход первого интегратора 8, в котором осушествляется интегрирование этих импульсов. На выходе первого интегратора 8 формируется сигнал вели IHIIB которого пропорциона lbHB 45 количеству тактовых импу IbcoB, поступивIInIx «a его вход от момента 1 до текущего момента t. Этот сигнал поступает на вход первого интегратора 9, на другой вход которого подается сигнал, пропорциональный по величине заданному количеству тактовых 5р импульсов, поступающих с выхода первого задатчика 10. Как только эти сигналы уравняются, с выхода первого компаратора 9 на управляющий вход первого интегратора поступит сигнал, в соответствии с которым формирук>тся новые (нулевые) начальные условия интегрирования и осуществляется запуск интегратора с момента t = t. ОдновременIIo сигнал с выхода первого компаратора 9 поступает на управляюший вход первого запоминающего блока 18. По этому сигналу в первом запоминаюшем блоке 18 осушествляется очередное запоминание сигнала задания Y". Таким образом, моменту времени выдачи сигнала с выхода первого компаратора 9 соответствует очередной дискретный момент времени t,. Интервал времени, через который поступают управляюшие импульсы с выхода первого компаратора 9. является интервалом дискретности д(„-, величина которого может изменяться путем изменения сигнала с выхода первого задатчика 10 с учетом требуемого соотношения между величинами Л t> и д1„.

Для пояснения динамики совместного функционирования блока 3 расчета текуших управлений, блока 3 формирования траектории управлений, исполнительного органа 1, объекта 2 управления и первого 12 и второго 11 датчиков на фиг. 2 изображен переходный процесс в системе при следующих и1теализированных условиях: — возмушаюшее воздействие поступает только по задаюгцему входу в виде ступенчатого изменения сигнала задания Ъ в момент времени t,, до этого момента система находилась в установившемся состоянии; — параметрическое возмушение отсутствует т.е. k(t) =const, а следовательно, нет необходимости в подстройке коэффициента

k, блок 19 адаптации бездействует, k (t) =

=const и сигналы этого блока на фиг. 2 не рассматриваются; — в системе приняты следующие значения параметров исполнительного органа l, объекта 2 управления, блока 13 расчета теку ших управлений и блока 3 формирования траектории управлений: k(t) =const=1; T

=0; )х„=4ед. Ul C; =0,7; s, t> — — 3Y, дt„=

= — 2 h t> — — бч .

Из приведенных на фиг. 2 графиков видно, что при изменении сигнала 1 задания в момент t, новое значение задаюшего воздействия воспринимается системой автоматического регулирования в виде У только в очередной дискретный момент времени т.е. в момент поступления на управляющий вход первого запоминающего блока !8 очередного импульса Е„с выхода первого компаратора 9. Именно в этот момент происходит ступенчатое изменение сигнала ошибки регулирования, рассчитывается величина

UI регулирующего воздействия, обеспечиваюшего вывод выхода Y объекта на новый заданный . уровень, скачком увеличивается сигнал hU различия между UI и U, запоминается в виде Ь U, на время д1! и пересчитывается в длительность д Т„управляющего импульса р с учетом величин kÄ H а., подаваемого на вход исполнительного органа.

1483429

Под воздействием импульса и исполнительный орган в течение интервала времени дТ со скоростью k изменяет величину сигнала V на входе объекта 2 управленйя. Это в свою очередь, приводит через время к изменению выхода Y с той же скоростью и на ту же величину (так как по условию

k= I, T =0). Одновременно происходит и уменьшение на соответствующую величину сигнала е ошибки и сигнала д(). Переходный процесс на этом шаге управления заканчивается. Система находится в установившемся состоянии до очередного дискретного момента 1(, т.е. до поступления очередного тактового импульса Е .

В момент поступления очередного импульса Е во втором запоминающем блоке 6 запоминается новое установившееся значение сигнала hU в виде h U и формируется новый управляющий импульс (ц, длительность которого значительно меньше предыдущего импульса, так как ошибка регулирования уже уменьшилась в результате первой итерации регулирования. Вторая итерация дает дополнительное уменьшение ошибки.

В момент поступления очередного тактового импульса E отновременно поступает на первый запоминающий блок 18 и очередной управляющий импульс U„, в соответствии с которым запоминается текущее значение сигнала Y . Но так как в данном случае У» больше не меняется, то не меняется и

Y.. Ошибка е. в результате предшествующей итерации управления еще уменьшается.

Уменьшаются также величины AI и Ь(1,, соответственно, управляющий импульс р на текущей итерации становится еще короче.

Через последующие интервалы времени д(., д 1„=2д| описанные итерации регулирования повторяются до полного устранения рассогласования (Ьр — V) и (Y — Y) .

Таким образом, за конечное число итерации в выработке сигналов управления „ц исполнительным органом ошибка регулирования может быть снижена до сколь угодно малого значения. При этом обеспечивается апериодичность переходного процесса, отсутствие статической ошибки.

Рассмотренная часть системы автоматического регулирования без блока адаптации сохра няет свою работоспособность и при воздействии на нее параметрических возмущений, т.е. при h(t) &coIIst. Но в этом случае необходимо при выборе значения k, ориентироваться на максимальное из возможных значений коэффициента передачи канала регулирования. Кроме того, возникшая неопределенность дополнительно может быть учтена соответствующим снижением величины настроечного коэффициента а. Все эти меры гарантируют устойчивость системы автоматического регулирования при воздействии параметрических возмущений, но в сра5

35 внении с предшествующим слу .аем значительно ухудшаЮт точность регулирования.

Чтобы He . ocnicTHTb 3Tol o. B составе cIIcTe— мы автоматического регулирования предусмотрен блок 19 адаптации, предназначенный для текущей подстройки коэффициента регулятора k в соответствии с изменяющимся коэффициентом k передачи канала регулирования.

В блоке 19 адаптации подстройки коэффициента kI (t) осуществляется только при наличии существенного изменения сигнала

U на входе объекта 2 управления, изменения, четко выделяющегося на фоне различного рода помех. Для этого приращения h U сигнала U сравнивается с заданным значением

hU ..Однако этого- недостаточно, чтобы принять решение о возможности оценки текущих значений k(t) и ke(t) на данном участке. Возможно, что значительное изменение

U обусловлено необходимостью компенсации неконтролируемого возмущения и если на этом участке попытаться оценить k(t), можно получить оценки с любыми искажениями, вплоть до качественных (в знаке) ошибок.

Чтобы избежать таких неприятностей дополнительно привлекается информация о так называемой инструментальной переменной.

В роли такой переменной выступает приращение сигнала задания (не подтверженного каким-либо искажением) на соседних дискретных отсчетах SY»(t„) = Y(t,.) — Y (t,).

Решение о возможности подстройки k+ на очередном такте принимается, если существенному изменению сигнала U сопутствует не менее существенное изменение задающего сигнала, т.е. /8Y / > ГУ " ", При решении указанных задач в блоке

19 адаптации выполняются следующие операциии.

1. Расчет интеграла отклонений регулирующего воздействия на текущем интервале д1 от момента (до д(+, . Для этого сигнал U(t) с выхода второго датчика 11 подается на второй вход седьмого блока 82 сравнения и на вход первого фильтра 22 низкой частоты, предназначенного для усреднения сигнала U(t) на интервале времени A t>. Постоянная времени фильтра Т, должна быть выбрана из условия ЗТ, = p t .

Сигнал об усредненном значении регулирующего воздействия U (i) поступает с выхода первого фильтра 22 низкой частоты на,информационный вход пятого запоминающего блока 26, где в очередной дискретный момент времени (запоминается на время дт. при поступлении на управляющий вход пятого запоминающего блока 26 очередно-о тактового импульса с BToрого выxo а Inпротно-импульсного модулятора 4. В результате на выходе пятого запоминающего блока 26 формируется сигнал U,, поступающий на вход седьмого блока 32 сравнения. гле

1483429 вычитается из сигнала V(t). Сигнал о получен ной разности 4 U (t) = U (t) — U. подается через четвертый блок 39 задержки на информационный вход третьего интегратора 40 и на вход второго блока 38 определения модуля. В интеграторе 40 осуществляется интегрирование сигнала SU(t) на интервале времени между дискретными отсчетами

1..,.

В результате формируется сигнал

aU (t) = t„PV(e — <) О где — — коэффициент скорости интегриро1 т„. вания, поступающий на вход блока 41 деления. 15

В начале очередного цикла интегрирования по очередному тактовому импульсу Е с второго выхода широтно-импульсного модулятора 4, поступающему на управляющий вход третьего интегратора 40 через третий блок 29 задержки, производится установка нулевых начальных условий. Тактовый импульс задерживается в третьем блоке 29 задержки на время запаздывания в канале регулирования. Одновременно в третьем компараrope 37 сигнал с выхода второго блока 38 определения модуля сравнивается с заданным значение ЬU ", сиг. нал о котором подается с выхода второго задатчика 31. При выполнении условия JB U (t)j>

> U с выхода третьего компаратора 37 на управляющий вход второго ключа 44 поступает сигнал, открывающий этот ключ.

В результате в следующий дискретный момент времени t> тактовый импульс Е,„проходит через третий блок 29 задержки на выход второго ключа 44 и поступает на информационный вход первого ключа 35 как сигнал о наличии существенного изменения регулирующего воздействия на данном такте управления.

2. Контроль изменения задающего воз;Le H C T l3 H H .

Для этого сигнал Y,(t) с выхода первого запоминающего блока 18 подается на вход четвертого блока 25 сравнения и на вход второго блока 21 задержки, где задерживается га интервал времени, paBHblH интервалу 45 дискретности 41„(дискретности поступления импульсов Е„.). Сигнал Y",(t — 1„) с выхода второго блока 2! задержки поступает на другой вход четвертого блока 25 сравнения, где вы читается из сигнала Y (t). Полученный в результате сигнал hY" (t) = Y;(t) — 50 — Y."(t — 4t ) с выхода четвертого блока 25 сравнения поступает через первый блок 30 определения модуля на вход второго компаратора 36 в виде сигнала 8У (t)), в котором сравнивается с сигналом

55 поступаюгцим с выхода третьего задатчика

43. Если выполняется условие ) и "(1) э

7l1tW

> ЕY то на выходе второго компаратора

Зб формируется сигнал о наличии существен12 ного изменения задающего воздействия, поступающий на управляюгций вход первого ключа 35. В соответствии с этим сигналом первый ключ 35 пропускает на свой выход поступивший на его информационный вход сигнал с выхода третьего компаратора 37.

Таким образом, если выполняется условие существенного изменения регулирующего воздействия и задающего воздействия, то на выходе первого ключа 35 формируется сигнал, разрешающий расчет нового значения коэффициента регулятора Q(t).

3. Расчет интеграла отклонений сигнала о выходе объекта управления на текущем интервале 613 от моме та t> до 4.

Для этого сигнал Y(t) с выхода первого датчика 12 подается на второй вход пятого блока 34 сравнения и на вход второго фильтра 24 низкой частоты, предназначенного для усреднения сигнала Y(t) на интервале 411, Сигнал об усредненном значении выхода Y(t) поступает с выхода второго фильтра 24 низкой частоты на информационный вход третьего запоминающего блока 29. На управляющий вход третьего запоминающего блока 29 поступают с выхода третьего блока

29 задержки тактовые импульсы Е с задержкой на время 1 запаздывания в канале регулирования. В результате на выходе третьего запоминающего блока 29 с задержкой на время после очередного момента времени t формируется сигнал У,, поступающий на вход пятого блока сравнения. где вычитается из сигнала Y(t) Сигнал î voëóченной разности 8Y(t) = Y(t) — Y подается на информационный вход второго интегратора 42, в котором осуществляется интегрирование сигнала ГY(t) на интервале времени между дискретными моментами (t +

+ч) и (t +, +1).

В результате формируется сигнал и (t) =- fZ Y(9)d6.

Ти -+ .

J где — — коэффи циент скорости и нтегриро

Т» вания.

Этот сигнал поступает на другой вход блока 41 деления. В начале очередного цикла интегрирования по очередному тактовому импульсу Е„поступающему с второго выхода широтно-импульсного модулятора 4 через третий блок 29 задержки на управляющий вход второго интегратора, производится установка нулевых условий.

4. Расчет уточненного значения коэффициента регулятора k,(t) выполняется следующим образом.

В блоке 41 деления сигнал 8U (t) делится на сигнал 8У" (t). Получаемый в результате сигнал о расчетном значении коэффициента k, (t) = —,- ® подается с выхода

РУ "И) 1483429

14 блока 41 деления на вход шестого блока 33 сравнения, в котором из него вычитается сигнал k(t) о текущем рабочем значении этого коэффициента, поступающий с выхода четвертого запоминающего блока 20. Сигнал о полученной разности k, (t) — 1 (1) с выхода . шестого блока 33 сравнения через второй масштабирующий блок 27, в котором умножается на постоянный коэффициент Ок, 1 поступает на вход сумматора 23, в котором суммируется с сигналом k (t), поступающим с выхода четвертого запоминающего блока.

Полученный сигнал

К,(1) = k(t) +.((kp(t) — kp(t) )

15 поступает на информационный вход четвертого запоминающего блока 20.

После очередного дискретного момента времени t когда все переходные процессы завершились (именно с таким расчетом 2О выбирается величина интервала дискретности Ь1„и 2с +ЗТ) с задержкой 1 в третьем блоке 29 задержки на управляющий вход четвертого запоминающего блока 20 с выхода первого ключа 35 поступает сигнал, разрешающий расчет нового значения коэффициента. В этот момент времени на выход четвертого запоминающего блока 20 и блока 41 деления сформированы сигналы о

Р значениях kp u kp на предыдущем )-м такте управления, т.е. (р((.) и k (t ). В четвертом запоминающем блоке 20 в этот момент производится запоминание нового, уточненного значения коэффициента для t „-го такта

ky(tjyq ) kp(t)) kp(t ) +< (kp(t> ) — 1,11Р

Структура этой формулы соответствует структуре экспоненциального сглаживателя.

Таким образом, благодаря использованию шестого блока 33 сравнения, второго 4О масштабирующего блока 27, сумматора 23 и четвертого запоминающего блока 20 осуществляется экспоненциальное сглаживание расчетных значений k р коэффициента регулятора и запоминание сглаженных значений в качестве уточненной оценки 1 р(1) ко- 45 эффициент регулятора. Сигнал о величине этого коэффициента поступает на второй вход блока 1б умножения. Описанная динамика работы блока 19 адаптации иллюстрируется динамикой основных сигналов, отображенной в виде графиков на фиг. 3.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования, содержащая последовательно соединенные исполнительный орган, объект управления и первый датчик, второй датчик, последовательно соединенные первый блок сравнения, блок умножения и второй блок сравнения, первый блок задержки, причем первый вход первого блока сравнения подключен к выходу первого датчика, вход второго датчика подключен к выходу исполHèòåëьного орга на, а выход второго датчика через первый блок задержки подключен к второму входу второго блока сравнения, отличаюи1аяся тем, что, с целью повышения точности сиетемы, она содержит первый запоминающий блок, последовательно соединенные третий блок сравнения, второй запоминающий блок, первый масштабирующий блок и широтно-импульсный модулятор, последовательно соединенные первый задатчик, первый компаратор и первый интегратор, последовательно соединенные второй блок задержки, четвертый блок сравнения, первый блок определения модуля, второй компаратор и первый ключ, последовательно соединенные третий блок задержки, третий запоминающий блок, пятый блок сравнения, второй интегратор, блок деления, шестой блок сравнения, второй масштабирующий блок, сумматор и четвертый запоминающий блок, последовательно соединенные первый фильтр низкой частоты, пятый запоминающий блок, седьмой блок сравнения, четвертый блок задержки и третий интегратор, последовательно сое диненные второй задатчик, третий компаратор и второй ключ, третий задатчик, второй фильтр низкой частоты и второй блок онределения модуля, причем выход первого запоминающего блока соединен с вторым входом первого блока сравнения, с входом второго блока задержки и с вторым входом четвер. того блока сравнения, управляющий вход первого запоминающего блока подключен к выходу первого компаратора, первый и второй входы третьего блока сравнения подключены соответственно к выходу второго датчика и второго блока сравнения, выход первого интегратора подключен к второмх входу первого компаратора, первый выход широтно-им пульсного модулятора подключен к входу исполнительного органа, второй выход соединен с управляющими входами второго и пятого запоминающих блоков, с информационным входом первого интегратора, а также через третий блок задержки с управляющими входами второго и третьего интеграторов и информационным входом второго ключа, выход второго датчика подключен к входу первого фильтра низкой частогы и второму входу седьмого блока сравнения, второй вход третьего компаратора через второй блок определения модуля соединен с выходом седьмого блока сравнения, выход третьего интегратора подключен к второму входу блока деления, выход второго ключа соединен с информационным входом перього ключа, выход которого соединен управляющим входом четвертого запоминающего блока, выход которого подключен к вторым входам блока умножения, сумматора и шес1483429

Ек уФ

Ет

Ек

Фиг 2 юг 3

Составитель И. Слинько

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

За каз 2832!45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 того блока сравнения, выход первого датчика подключен к второму входу пятого блока сравнения и через второй фильтр низкой частоты к информационному входу третьего запоминающего блока, выход третьего задатчика подключен к второму входу второго компаратора, информационный вход первого запоминающего блока является входом системы, а выход объекта управления является выходом системы.