Система автоматического управления для объектов с запаздыванием

 

Изобретение относится к металлургии, нефтепереработке и другим областям техники, в которых осуществляется управление непрерывными технологическими процессами с транспортным запаздыванием материальных потоков, которое может быть определено с точностью 30%, а материальные потоки подвержены аддитивному возмущению. Цель изобретения - упрощение системы при сохранении неизменным качества регулирования. Поставленная цель достигается за счет того, что сигнал задания сравнивается с сигналом главной обратной связи. Полученная разность преобразуется в регуляторе, в качестве которого может быть использован любой известный регулятор, например пропорционально-интегрально-дифференциальный. Выходной сигнал регулятора воздействует на объект регулирования, затем этот сигнал задерживается на время, равное времени запаздывания объекта регулирования, и, кроме того, этот сигнал дифференцируется. Полученные сигналы алгебраически суммируются и интегрируются в интеграторе, охваченном местной жесткой обратной связью. Проинтегрированный сигнал усиливается и суммируется с регулируемой координатой, а полученный сигнал является сигналом главной обратной связи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕККЬЙ ХОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.НТ СССР

1 (21) 4317479/24-24 (22) 14. i0.87 (46) 07.01.90. Бюл. М 1 (71) Фрунзенский политехническцй институт (72) п.H.ÃoðÜèíà, Е.Л.Еремин и А.М.Цыкунов (53) Ь2-50 (ОБО,8) (5ь) Авторское свидетельство СССР

М 1 2540,5, кл. G 05 В 11/01, 1985, Гурецкий X. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. - Н.: Машиностроение, 1974, с. 214-215.

Там же, с, 252-i b9, рис. UI I. 30. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕ"

ЬИЯ ДНЯ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЬ!ВАНИЕМ (57) Изобретение относится к металлургии, нефтепереработке и другим облас" тям техники, в которых осуществляется управление непрерывными технологически ми процессами с транспортным запаздыванием материальных потоков, которое может быть определено с точностью

304, а материальные потоки подвержены

Изобретение относится к металлургии, нефтепереработке и другим областям техники, в которых осуществляет" ся управление непрерывными технологическими процессами с постоянным тран-, спортным запаздыванием материальных потоков, которое может быть определено с. точностью 30i,, а материальные потоки подвержены аддитивному возмущению.

Целью изобретения является упрощение системы.

„,SU„„153442S, А1 (5l ) 5 G 05 В 11/ОО

2 аддитивному возмущению. Цель изобретения - упрощение системы при сохранении неизменным качества регулирования.

Поставленная цель достигается эа счет того, что сигнал задания сравнивается с сигналом главной обратной связи.

Полученная разность преобразуется в регуляторе, в качестве которого может быть использован любой известный регулятор, например пропорционально-интегрально-дифференциальный.

Выходной сигнал регулятора воздействует на ооъект регулирования, затем этот сигнал задерживается на время, равное времени запаздывания объекта регулирования,.и, кроме того, этот сигнал дифференцируется.. Полученные сигналы алгебраически суммируются и интегрируются в интеграторе, охваченном местной жесткой обратной свя.зью. Проинтегрированный сигнал усиливается и суммируется с регулируемой координатой, а полученный сигнал является сигналом главной обратной связи. 1 ил. па чертеже представлена функциональная блок-схема системы.

Система содержит блок 1 сравнения, регулятор 2, часть 3 объекта регулирования с запаздыванием, часть 4 объекта регулирования без запаздывания, блок 5 запаздывания, дифференциатор Ь, второй сумматор 7, первый усилитель О, интегратор 9, второй усилитель 10, первый сумматор 11, за датчик 12, объект 13 регулирования;

U; - выходной сигнал i-го блока сис1)34428 темы; f — сигнал возмущения; Y - регулируемый параметр.

Система работает следующим образом.

Выходной сигнал Б, задатчика 12 поступает на первый вход блока 1 сравнения, в котором сравнивается с выходным сигналом U„ первого сумматора 11. На выходе блока 1 сравнения

Формируется сигнал U = U, — U, который поступает на вход регулято" ра 2..В качестве регулятора 2 может быть использован один из известных регуляторов, имеющих передаточные функции, например, вида;

К

w (P)=+I(+ — — + К Р °

2 1 Р 3

+К

«

w (P) — — ——

Р (Г Р+1)

+k (T Р+1) (P) = — -" — — ——

Р a,P+1) 10

20 где К „— - К Т и T = const ) О.

Выходной сигнал о регулятора 2 .поступает на вход объекта 13 регулирования, на который действует аддитивное возмущение f, удовлетворяющее условиям

I (f,(t3(dt -; !к <с>! с е; я.о

const, 35 и на выходе которого Формируется регулируемая координата "з (Р) с (Р) где w q (P) = е - "

Л Р

4() В Р««л

tl

ѫР+

Ре

ЭР+

Uz w<® fþ

° ° ° +A «Р + о

+ В,Р+Во

40.. ° +С, Р+С

+ D,Ð+D

А,В,С и D — коэффициенты.

Выходной сигнал д регулятора 2 поступает на первый вход второго сумматора 7 и на входы блока 5 эапазды- 50 вания и дифференциатора 6. На выходе блока 5 запаздывания формируется сигнал

U s = w > (P) . U, где Р) 55 = t 0,15 С, поскольку в прикладных задачах управления объектами

13 с запаздыванием диапазон определения величины запаздывания не превышает 20-30 ь от величины «с запаздыва3 ния объекта 13 регулирования.

На выходе дифференциатора 6 Формируется сигнал U < = w (p) U,.,В качестве дифференциатора 6 может быть применен дифференциатор, например, имеющий передаточную функцию вида

w (Р) с Т+1, где T = const > О.

Выходной сигнал У блока 5- запаздывания, вйходной сигнал 0 дифференциатора 6 и выходной сигнал U первого усилителя 8 поступают на второй, третий и четвертый входы второго сумматора 7, на выходе которого Формируется сигналU, =U -U +О -U

Выходной сигнал U сумматора 7 интегрируется в интеграторе 9, в качестве которого может быть использован интегратор с произвольными начальными условиями. Выходной сигнал U интегратора 9 усиливается в усилителях

8 и 1О, причем на выходе первого усилителя 8 Формируется сигнал Uz вида

U > = Ьф>, а на выходе второго усилителя 10 Формируется сигнал U „ вида

U = Ь Uy, где К> и Ь „- коэффициенты усиления усилителей 8 и 10.

Выходной сигнал U второго усилителя

10 суммируется с регулируемым параметром Y в первом сумматоре 11, на выходе которого формируется сигнал (««(1 «о +

Таким образом, данная система позволяет обеспечить асимптотическую гиперустойчивость при управлении объектами, обладающими постоянным, известным с точностью 303, транспортным запаздыванием, при том же качестве управления, но при существенном упрощении системы, что влечет эа собой снижение стоимости системы, повышение надежности ее работы и упрощение конструктивной реализации системы.

Формула изобретения

Система автоматического управления для объектов с запаздыванием, содержащая интегратор, дифференциатор, первый и второй усилители, объект регулирования, соединенный выходом с первым входом первого сумматора, подключенного выходом к одному из

Составитель Г.Нефедова

Редактор В. Петраш Техред Л.Сердюкова

Корректор Л.Бескид

Подписное

Тираж 651

Заказ 40

ВНЯЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 15344 входов Ьлока сравнения, соединенного

;другим входом с выходом задатчика, 1 а выходом - с входом регулятора, подключенного выходом к входу объекта регулирования, к первому входу второго сумматора и к входу блока запаздывания, соединенного выходом с вто рым входом второго сумматора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с 10 целью упрощения системы, в ней вход

28 6 дифференциатора соединен с выходом регулятора, а выход - с третьим входом второго сумматора, подключенного четвертым входом к выходу первого усилителя, а выходом - к входу интегратора, соединенного выходом с входом первого усилителя и через второй усилитель - с вторым входом первого сумматора, I