Система автоматического регулирования

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженными влиянию неконтролируемых внешних воздействий. Изобретение позволяет повысить точность регулирования. В устройство введены экстраполятор, второй блок задержки, второй сумматор , масштабирующий блок, что позволяет приблизить регулируемый модельный выход к натурному выходу объекта регулирования, прогнозировать оценки внешних воздействий.1 ил. с Ј

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

Ф Н

РЕСПУБЛИК (1) С 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4673799/24 (22) 04.04.89 (46) 07.04.91. Бюл, N - 13 .(71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Л.П.Иышляев, А,Г, Дьячко, В.П.Авдеев, M.Б.Оржех, С.К.Коровин, А.Е.Кошелев, Т.Н.Теплова и А.M.Ôèëàòîâ (53) 62.50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 855607, кл. G 05 В 13/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1080118, кл. G 05 В 13/02, 1983. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техни ческими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженными влиянию неконтролируемых внешних воздействий.

Динамика объекта по каналам регулирования описывается передаточной функцией (р(р) = (р (р)е где СР (р) — часть передаточной функции без учета запаздывания, например инерционное звено первого порядка или интегральное звено;

/\, время запаздывания.

Внешние воздействия значительно изменяются на интервале времени Ф

„SU„„1 40672 А1

2 (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания и подверженными влиянию неконтролируемых внешних воздействий. Изобретение позволяет повысить точность регулирования.

В устройство введены экстраполятор, второй блок задержки, второй сумматор, масштабирующий блок, что позволяет приблизить регулируемый модельный выход к натурному выходу объекта регулирования, прогнозировать оценки внешних воздействий.1 ил.

Задача управления заключается в обеспечении инвариантности регулируе мой координаты от внешних воздействий.

Цель изобретения †. повышение точности регулирования.

На чертеже изображена блок-схема системы автоматического регулирования.

Система автоматического регулирования содержит подключаемые к объекту 1 регулирования исполнительный блок 2, датчик 3 регулирующего воздействия, датчик 4 регулируемой координаты, а также вторую модель

5 объекта без запаздывания, второй блок 6 задержки, первый блок 7 сравнения, первый сумматор 8, первый регулирующий блок 9, второй блок 10 сравнения, масштабирующий блок 11, пятый блок 12 сравнения, экстраполя, тор 13, первый блок 14 задержки,чет1640672 вертый блок 15 сравнения, первую модель 16 объекта без запаздывания, второй сумматор 17 второй регулирующий блок 18 третий блок 19 сравнения, задатчик 20.

Работает система автоматического регулирования следующим образом.Основной контур регулирования, включающий блок 14 задержки, блок 15 сравнения, модель !6 объекта регулирования, сумматор 17, задатчик 20,блок

19 сравнения, регулирующий блок 18 и экстраполятор 13, вырабатывает основное регулирующее воздействие, к сигналу о котором в сумматоре 8 алгебраически подсуммируется сигнал о корректирующем регулирующем воздействии, который поступает с регулирующего блока 9 корректирующего кон- 20 тура. Сигнал с сумматора 8 подается на исполнительный блок 2, в котором реализуется регулирующее воздействие на объект 1 регулирования ° Выход объекта 1 регулирования измеряется датчиком 4, из выходного сигнала которого в блоке 7 сравнения вычитается сигнал об эффекте корректирующего воздействия, поступающий с блока

6 задержки. Выходной сигнал блока 7 30 сравнения складывается в сумматоре

17 с выходным сигналом модели 16 объекта без запаздывания и в результате получается сигнал о модельном выходе объекта 1 регулирования.

В основном контуре регулирования сигнал о модельном выходе у (г.) объекта вычитается в блоке 19 сравнения иэ сигнала эадатчика 20 о заданном выходе у (й) объекта. Сигнал 40

Ф о полученной разности преобразуется в регулирующем блок е 1 8, например, с пропорционально-интегральным законом регулирования и получается сигнал об регулирующем воздействии 45

U (t — ь ), где c — время запаздывав ния в объекте 1 регулирования, который экстраполируется на время ь<, экстраполятором 13 и поступает на первый ВКОд первОГО сумматОра.бхакти- 50 чески реализованное регулирующее воздействие измеряется с помощью датчика 3 и полученный сигнал U(t) идет на блок 12 сравнения, где из него вычитается сигнал о корректи- рующем воздействии 0 U(t). На выхо55 де блока 12 сравнения получается сигнал о реализованном регулирующем воздействии основного контура, кото- рый задерживается в блоке 14 задерж-, ки на время ь и вычитается в блоке

15 сравнения из сигнала U@(t — ь ).

Полученный сигнал P, U(t — ) преобразуется в модели 16 объекта без запаздывания и поступает на второй вход сумматора 17.

Корректирующий контур CAP предназначен для того, чтобы приблизить модельный выход объекта к натурному.

Дпя этого корректирующим контуром вырабатывается такое регулирующее воздействие, чтобы выход модели 16 объекта без запаздывания стремился к нулю. С этой целью выходной сигнал модели 16 объекта без запаздывания поступает на масштабирующий блок

11, коэффициент которого выбирают таким образом, чтобы спрогнозировать свободное движение объекта. В частности, для инерционного звена первого порядка этот коэффициент вычисляют по выражению е, где Т вЂ” пос-т® тоянная времени, а для интегрального звена равен единице. Выходной сигнал масштабирующего блока 11 поступает на замкнутый контур неявного обращения оператора модели 5 объекта без запаздывания, включающего кроме этой: модели регулирующий блок 9 и блок 10 сравнения. В блоке 10 сравнения из выходного сигнала масштабирующего блока 11 вычитается выходной сигнал модели 5 объекта без запаздывания, сигнал о полученной разности преобразуется в регулирующем блоке 9, например, с пропорционально-интегральным законом регулирования, в сигнал gU(t) и поступает на модель 5 объекта без запаздывания и на сумматор 8. Чтобы исключить эффект h U(t) из выхода объекта 1 регулирования, выходной сигнал модели

5 объекта без запаздывания задерживается в блоке 6 задержки на время

& и вычитается в блоке 7 сравнения из сигнала y(t) о выходе объекта 1 регулирования, Тем самым достигает, ся независимость функционирования основного и корректирующего контуров регулирования. Настройку регули рующего блока 9 выбирают в ориента-ции на вторую модель 5 объекта без запаздывания, Повьипение точности регулирования в CAP достигается таким образом за счет сближения модельного выхода объекта регулирования с натурным вы164 ходом, экстраполяции регулирующего .воздействия Б (С вЂ” ),отражающего свойства внешних воздействий,независимой настройки регулирующего блока корректирующего контура.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Составитель А,Лащев

Техред С.Мигунова

Корректор Л.Бескид

Редактор Г.Федотов

«б Заказ 1264 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ 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

Система автоматического регулирования, содержащая две модели объекта без запаздывания, первый регулирующий блок, первый и второй блоки сравнення, последовательно включенные первый сумматор, исполнительный блок и датчик регулируемой координаты, последовательно включенные эадатчик, третий блок сравнения и второй регулирующий блок, последовательно включенные первый блок задержки и четвертый блок сравнения, о т— личающаяся тем,что,с целью повышения точности регулирования, в нее введены экстраполятор, второй блок задержки, второй сумматор, масштабирующий блок, последова— тельно включенные датчик регулирую щего воздействия и пятый блок сравнения, выход второго регулирующего блока соединен с суммирующим входом

0672 6 четвертого блока сравнения и через экстраполятор — с первым входом первого сумматора, выход исполнительного блока соединен с входом датчика регулирующего воздействия, выход пятого блока сравнения — с входом первого блока задержки, выход четвертого блока сравнения соединен через последовательно включенные перьую модель объекта без эапаздыв ия, масштабирующий блок, второй блок сравнения, первый регулирующий блок, вторую модель объекта без запаздывания, второй блок задержки, первый блок сравнения и второй сумматор с вычитающим входом третьего блока сравнения, выход первого регулирующего блока подключен к второму входу первого сумматора и вычитающему входу пятого блока сравнения, выход второй модели объекта без зanаздывания соединен с вычитающим входом второго блока сравнения, выход датчика pery25 лируемой координаты — с суммирующим входом первого блока сравнения, выход первой модели объекта без запаздывания — с вторым входом второго сумма" . тора.