Система регулирования объекта с рециклом

Авторы патента:

Ивушкин Константин Анатольевич (RU)

Мышляев Леонид Павлович (RU)

Линков Алексей Александрович (RU)

Ивушкин Анатолий Алексеевич (RU)

Циряпкина Анастасия Владимировна (RU)

Дмитриев Василий Олегович (RU)

Киселев Станислав Филиппович (RU)

G05B13/00 - Самонастраивающиеся системы управления, т.е. системы, автоматически выбирающие оптимальный режим работы для достижения заданного критерия (G05B 19/00 имеет преимущество; элементы конструкции вычислительных машин G06F 15/18)

Владельцы патента RU 2562362:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединённая Компания "Сибшахтострой" (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию. Технический результат - обеспечение работоспособности системы регулирования объекта с рециклом при числе управляющих воздействий объекта больше числа целевых выходных переменных. Это достигается тем, что в систему регулирования для объектов с рециклом, содержащую задатчик, первый исполнительный механизм, объект управления, включающий в свой состав последовательно соединенные первый блок запаздывания, блок первого канала управления, первый сумматор, блок рецикла объекта управления и второй блок запаздывания, датчик, модель объекта управления, включающую последовательно соединенные блок модели рецикла объекта управления и первый блок задержки, последовательно соединенные второй блок задержки, второй сумматор, первый блок вычитания, первый блок модели первого канала управления, третий сумматор, второй блок вычитания, регулирующий блок, третий блок вычитания и первый экстраполятор, введены последовательно соединенные второй исполнительный механизм, третий блок запаздывания и блок второго канала управления, последовательно соединенные первый блок обратной модели первого канала управления и третий блок задержки, последовательно соединенные второй блок модели первого канала управления и блок обратной модели второго канала управления, последовательно соединенные четвертый блок задержки, блок модели второго канала управления и второй блок обратной модели первого канала управления, последовательно соединенные второй экстраполятор, пятый блок задержки и четвертый блок вычитания. 3 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано при автоматическом управлении объектами с рециклом, в которых часть получаемого готового продукта (вещества) поступает на выход объекта, а другая часть (рецикл) возвращается с запаздыванием на вход объекта. При этом регулируемое выходное воздействие объекта равно воздействию, поступающему на рецикл. В частности, к таким выходным воздействиям может относиться концентрация элементов в выходном продукте объекта управления. Количество или расход продукта в данном случае не могут относиться к указанным выходным воздействиям. Регулирование объекта осуществляется посредством взаимосвязанных управляющих воздействий по двум каналам управления с существенно различающейся динамикой.

Динамика объекта по каналам управления и преобразования внешних воздействий описывается операторной зависимостью

где Y (s) - выходное воздействие объекта;

ω(s) - приведенное к выходу объекта управления неконтролируемое возмущающее воздействие, соответствующее совокупному влиянию на выходное воздействие объекта всех его неконтролируемых внешних воздействий;

U₁(s) и U₂(s) - управляющие воздействия, соответственно, по первому и второму каналам управления объекта;

φ_o1(s), φ_o2(s) и φ_or(s) - операторы динамического преобразования воздействий без учета запаздываний в первом канале управления, во втором канале управления и в цепи рецикла объекта;

φ_τ1(s), φ_τ2(s) и φ_τr(s) - операторы транспортного запаздывания в первом канале управления, во втором канале управления и в цепи рецикла объекта.

При этом величина инерционности и транспортного запаздывания в первом канале управления значительно меньше, чем во втором канале управления, что позволяет регулирующими воздействиями по первому каналу компенсировать более высокочастотные составляющие возмущающих воздействий, чем по второму каналу. Однако диапазон возможных значений управляющих воздействий U₁ по первому каналу, ограничен, что часто сужает возможности компенсации возмущений (сокращает ресурс регулирования) только посредством U₁. Для восстановления ресурса регулирования по первому каналу необходимы изменения U₂, согласованные с изменениями U₁ и обеспечивающие частичную компенсацию низкочастотных составляющих возмущающих воздействий и смещение диапазона необходимых изменений U₁.

Задача управления заключается в поддержании заданного значения регулируемого выходного воздействия объекта посредством взаимосвязанных управляющих воздействий по двум каналам управления с существенно различающейся динамикой.

Примерами указанного объекта могут служить технологические комплексы приготовления и циркуляции магнетитовой суспензии при обогащении рядовых углей в тяжелой среде на сепараторах или на тяжелосредных гидроциклонах. Регулируемой выходной величиной Y объекта управления в этом случае является плотность рабочей магнетитовой суспензии, получаемой в результате разбавления водой, так называемой, кондиционной магнетитовой суспензии, подаваемой из схемы приготовления суспензии на сепаратор или тяжелосредные гидроциклоны. Часть рабочей суспензии возвращается по схеме циркуляции назад в схему приготовления. Управляющее входное воздействие U₁ по первому каналу управления представляет собой расход воды на разбавление кондиционной магнетитовой суспензии. Управляющее входное воздействие U₂ по второму каналу управления представляет собой расход подаваемой в схему приготовления регенерированной на магнитном сепараторе магнетитовой суспензии, имеющей значительно более высокую плотность, чем плотность кондиционной суспензии.

Известна система регулирования для объектов с запаздыванием [А.с. СССР №1295365, G05B 13/00], содержащая последовательно включенные задатчик, первый блок вычитания, регулирующий блок, первый экстраполятор, первый блок задержки, второй блок вычитания, первую модель прямого канала без запаздывания и первый сумматор, подключенный своим выходом ко второму входу первого блока вычитания, последовательно включенные исполнительный блок, объект регулирования, датчик, третий блок вычитания, второй экстраполятор, вторую модель прямого канала без запаздывания, первую модель рецикла без запаздывания, последовательно включенные вторую модель рецикла без запаздывания, второй блок задержки и второй сумматор, третий блок задержки, последовательно включенные четвертый блок задержки и четвертый блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого экстраполятора, а выход соединен с входом исполнительного блока и со вторым входом второго сумматора, пятый блок задержки, вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход соединен с входом второй модели прямого канала без запаздывания, третий сумматор, входы которого соединены с выходами второй модели рецикла без запаздывания и второго экстраполятора, а выход подключен к входу первой модели рецикла без запаздывания, выход которой соединен со вторым входом четвертого сумматора, второй вход второго блока вычитания подключен к выходу регулирующего блока.

Работает система регулирования следующим образом. Регулирующее воздействие, вырабатываемое регулирующим блоком в замкнутом через вторую модель прямого канала без запаздывания контуре, экстраполируется вторым экстраполятором. Из экстраполированного регулирующего воздействия исключается во втором блоке вычитания прогноз эффекта рецикла. Этот прогноз состоит из преобразованной во второй модели рецикла без запаздывания экстраполированной оценки неконтролируемого возмущения, получаемого на выходе первого экстраполятора, и эффекта регулирующего воздействия с выхода первой модели прямого канала без учета запаздывания. Ошибка экстраполяции регулирующего воздействия пересчитывается во второй модели прямого канала без запаздывания в приращении выходной переменной объекта и алгебраически суммируется с ней в третьем сумматоре.

Недостаток известной системы регулирования заключается в ее ограниченных функциональных возможностях, так как она работоспособна только в том случае, когда ресурс регулирования не ограничен, то есть физически реализуемы и технологически допустимы любые изменения регулирующего воздействия, которые необходимы для компенсации входных возмущающих воздействий и реализации любых изменений задающего воздействия системы.

Известна система управления [А.с. СССР №1244636, G05B 13/02, 1980], содержащая задатчик, последовательно включенные объект регулирования, датчик, первый сумматор, измеритель рассогласования, регулирующий блок, второй сумматор, экстраполятор, исполнительный механизм, выход которого подключен к входу объекта регулирования, последовательно включенные первый блок задержки, третий сумматор, четвертый сумматор, модель прямого канала, первый масштабирующий блок, второй блок задержки, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, последовательно включенные второй масштабирующий блок и третий блок задержки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход экстраполятора подключен к входу первого блока задержки, выход второго сумматора - ко второму входу третьего сумматора, выход модели прямого канала - ко второму входу первого сумматора, выход которого соединен с входом второго масштабирующего блока, выход задатчика подключен ко второму входу измерителя рассогласования.

При работе системы управления регулирующим блоком вырабатывается в натурно-модельном контуре с моделью объекта, включающей четвертый сумматор, модель прямого канала, первый масштабирующий блок и второй блок задержки, управляющее воздействие, которое экстраполируется с помощью экстраполятора на текущий момент времени. Отрицательное влияние рецикла (положительной обратной связи в объекте) компенсируется с помощью модели рецикла, составленной из второго масштабирующего блока и второго блока задержки.

Задача изобретения - повышение функциональных возможностей системы.

Сущность изобретения состоит в том, что в систему управления, содержащую задатчик, первый исполнительный механизм, объект управления, включающий в свой состав последовательно соединенные первый блок запаздывания, блок первого канала управления, первый сумматор, блок рецикла объекта управления и второй блок запаздывания, датчик, модель объекта управления, включающую последовательно соединенные блок модели рецикла объекта управления и первый блок задержки, последовательно соединенные второй блок задержки, второй сумматор, первый блок вычитания, первый блок модели первого канала управления, третий сумматор, второй блок вычитания, регулирующий блок, третий блок вычитания и первый экстраполятор, причем выход второго блока запаздывания соединен со вторым входом первого сумматора, а выход датчика соединен с входом блока модели рецикла объекта управления и со вторым входом третьего сумматора, второй вход первого блока вычитания подключен к выходу регулирующего блока, второй вход второго блока вычитания соединен с выходом задатчика, выход первого исполнительного механизма и вход второго блока задержки соединены между собой и с входом первого блока запаздывания, введены последовательно соединенные второй исполнительный механизм, третий блок запаздывания и блок второго канала управления, последовательно соединенные первый блок обратной модели первого канала управления и третий блок задержки, последовательно соединенные второй блок модели первого канала управления, блок обратной модели второго канала управления, последовательно соединенные четвертый блок задержки, блок модели второго канала управления и второй блок обратной модели первого канала управления, последовательно соединенные второй экстраполятор, пятый блок задержки и четвертый блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого экстраполятора, а выход соединен с входом первого исполнительного механизма, вход второго исполнительного механизма соединен с выходом блока обратной модели второго канала управления, вход четвертого блока задержки подключен к входу второго исполнительного механизма, вход второго экстраполятора соединен с выходом третьего блока вычитания, а выход второго экстраполятора соединен с входом второго блока модели первого канала управления, вход первого блока обратной модели первого канала управления соединен с выходом первого блока задержки, выход третьего блока задержки соединен со вторым входом второго сумматора и со вторым входом третьего блока вычитания, а выход второго блока обратной модели первого канала управления подключен к третьему входу второго сумматора.

На фиг.1 представлена общая схема системы регулирования объекта с рециклом.

На фиг.2 представлены графики переходных процессов в системе под влиянием внешних ступенчатых воздействий по возмущающему входу ω(t).

На фиг.3 представлены графики переходных процессов в системе под влиянием внешних ступенчатых воздействий по задающему входу Y*(t).

Система содержит первый исполнительный механизм 1, объект 2 управления, первый блок 3 запаздывания, блок 4 первого канала управления, первый сумматор 5,третий блок 6 запаздывания, блок 7 второго канала управления, второй блок 8 запаздывания, блок 9 рецикла объекта управления, второй исполнительный механизм 10, датчик 11, модель 12 объекта управления, третий блок 13 задержки, первый блок 14 обратной модели первого канала управления, первый блок 15 задержки, блок 16 модели рецикла объекта управления, второй блок 17 задержки, второй сумматор 18, первый блок 19 вычитания, первый блок 20 модели первого канала управления, третий сумматор 21, четвертый блок 22 задержки, блок 23 модели второго канала управления, второй блок 24 обратной модели первого канала управления, регулирующий блок 25, второй блок 26 вычитания, задатчик 27, третий блок 28 вычитания, четвертый блок 29 вычитания, первый экстраполятор 30, пятый блок 31 задержки, блок 32 обратной модели второго канала управления, второй блок 33 модели первого канала управления, второй экстраполятор 34.

Блок 16 модели рецикла объекта управления, первый 20 и второй 33 блоки модели первого канала управления и блок 23 модели второго канала управления представлены, например, в виде инерционных звеньев. Первый 14 и второй 24 блоки обратной модели первого канала управления и блок 32 обратной модели второго канала управления реализуются в виде параллельно соединенных усилительного и реального дифференцирующего звена. Первый 30 и второй 34 экстраполяторы представлены интегродифферецирующим звеном. В качестве примера первого 1 и второго 10 исполнительных механизмов может служить регулирующий клапан с электрическим приводом. Регулирующий блок 25 представляет собой, например, пропорционально-интегральный регулятор в виде параллельно соединенных интегрального и усилительного звеньев.

Предлагаемая система работает следующим образом.

В модели 12 объекта управления с использованием сигналов о фактически реализованных управляющих воздействиях по первому U₁ и второму U₂ каналам управления, поступающих с выходов, соответственно, первого 1 и второго 10 исполнительных механизмов, рассчитывается величина $U_{1}^{э к в} (t - τ_{1})$ , сигнал о которой формируется на выходе второго сумматора 18. Сигнал $U_{1}^{э к в} (t - τ_{1})$ соответствует расчетной величине входного управляющего воздействия по первому каналу управления объекта, эквивалентного совокупному влиянию реализованных воздействий по первому и второму каналам управления и по цепи рецикла на текущее (в момент времени t) значение выходного воздействия объекта управления:

где $ϕ_{τ 1}^{м} (S)$ - оператор модели запаздывания в первом канале управления, реализуемый третьим 13 и вторым 17 блоками задержки;

$ϕ_{τ 2}^{м} (S)$ - оператор модели запаздывания во втором канале управления, реализуемый четвертым блоком 22 задержки;

$ϕ_{τ r}^{м} (s)$ - оператор модели запаздывания в цепи рецикла объекта, реализуемый первым блоком 15 задержки;

$ϕ_{o 2}^{м} (s)$ - оператор модели второго канала управления без учета запаздывания, реализуемый блоком 23 модели второго канала управления;

$ϕ_{o r}^{м} (s)$ - оператор модели цепи рецикла объекта без учета запаздывания, реализуемый блоком 16 модели рецикла объекта управления; 1

$\frac{1}{ϕ_{o 1}^{м} (s)}$ - оператор обратной модели первого канала управления без учета запаздывания, реализуемый блоками 14 и 24 обратной модели первого канала управления.

В модельном контуре регулирования, состоящем из первого 19 и второго 26 блоков вычитания, первого блока 20 модели первого канала управления, третьего сумматора 21 и регулирующего блока 25, на выходе регулирующего блока 25 формируется сигнал эквивалентного управляющего входного воздействия по первому каналу управления, которое будучи реализованным в момент времени (t-τ₁) обеспечило бы в текущий момент времени t равенство выходного воздействия Y (t) заданному значению Y* для объекта управления без цепи рецикла. В третьем блоке 28 вычитания из этого сигнала вычитается та часть его изменений, которая обусловлена влиянием цепи рецикла объекта управления. В результате с выхода третьего блока 28 вычитания на входы первого 30 и второго 34 экстраполяторов поступает сигнал $U_{1 п р}^{э к в} (t - τ_{1})$ приведенного эквивалентного управляющего входного воздействия по первому каналу управления, которое представляет собой ретроспективную, запаздывающую на время τ₁ оценку идеального управляющего воздействия, обеспечивающего полную компенсацию приведенного неконтролируемого возмущения ω(t) в текущий момент времени, то есть:

В первом экстраполяторе 30 сигнал $U_{1 п р}^{э к в} (t - τ_{1})$ с выхода третьего блока 28 вычитания экстраполируется на интервал времени τ₁ запаздывания в первом канале управления и на выходе первого экстраполятора 30 формируется сигнал $U_{1}^{э} (t)$ . Во втором экстраполяторе 34 сигнал $U_{1 п р}^{э к в} (t - τ_{1})$ экстраполируется на интервал времени τ₂ запаздывания во втором канале управления и на выходе второго экстраполятора 34 формируется сигнал $U_{2}^{э} (t)$ . Поскольку запаздывание τ₂ значительно больше запаздывания τ₁, то во втором экстраполяторе 34 осуществляется экстраполяция существенно более низкочастотных составляющих сигнала $U_{1 п р}^{э к в} (t - τ_{1})$ , чем в первом экстраполяторе 30.

Сигнал $U_{2}^{э} (t)$ c выхода второго экстраполятора 34, проходя через последовательно соединенные блок 33 модели первого канала управления и блок 32 обратной модели второго канала управления, пересчитывается в масштаб входного управляющего воздействия по второму каналу управления $U_{2}^{p} (t)$ и поступает для реализации на вход второго исполнительного механизма 10, реализующего входное управляющее воздействие U₂(t) второго канала управления. Одновременно сигнал $U_{2}^{э} (t)$ поступает на пятый блок 31 задержки, где осуществляется задержка сигнала на интервал времени (τ₂-τ₁). Сигнал $U_{2}^{э} [t - (τ_{2} - τ_{1})]$ с выхода пятого блока 31 задержки в четвертом блоке 29 вычитания вычитается из сигнала $U_{1}^{э} (t)$ , поступающего с выхода первого экстраполятора 30. Получаемый при этом сигнал входного управляющего воздействия по первому каналу управления

с выхода четвертого блока 29 вычитания поступает на вход первого исполнительного механизма 1, реализующего входное управляющее воздействие U₁(t) первого канала управления.

Таким образом, путем одновременного изменения управляющих входных воздействий второго и первого каналов управления обеспечивается реализация в текущий момент времени экстраполированного на интервал τ₁ эквивалентного управляющего воздействия $U_{1}^{э} (t)$ . При этом низкочастотные составляющие приведенного неконтролируемого возмущения компенсируются управляющими воздействиями по второму каналу управления. На долю управлений по первому каналу остается компенсация отклонений приведенного неконтролируемого возмущения от низкочастотных составляющих, компенсируемых изменениями управляющих воздействий по второму каналу управления.

В результате в предлагаемой системе достижимая точность регулирования при компенсации приведенного неконтролируемого возмущения ω(t) определяется свойствами этого возмущения и величиной запаздывания τ₁ в первом канале управления. В то же время, благодаря компенсации низкочастотных составляющих приведенного неконтролируемого возмущения управляющими воздействиями по второму каналу управления, система всегда располагает ресурсом управления по первому каналу, необходимым для компенсации более высокочастотных составляющих приведенного неконтролируемого возмущения.

Приведенное выше описание работы предлагаемой системы регулирования иллюстрируется ниже результатами испытаний системы автоматического регулирования плотности магнетитовой суспензии при обогащении рядового угля на тяжелосредных гидроциклонах. Регулируемой выходной величиной Y объекта управления является плотность рабочей магнетитовой суспензии, измеряемая в кг/м³. Рабочая магнетитовая суспензия получается в результате разбавления водой кондиционной магнетитовой суспензии, подаваемой из схемы приготовления суспензии на тяжелосредные гидроциклоны. Часть рабочей суспензии возвращается по схеме циркуляции назад в схему приготовления. Управляющее входное воздействие U₁ по первому каналу управления представляет собой расход в м³/час воды на разбавление кондиционной магнетитовой суспензии. Управляющее входное воздействие U₂ по второму каналу управления представляет собой расход в м³/час регенерированной на магнитном сепараторе магнетитовой суспензии, добавляемой в схему приготовления кондиционной суспензии.

Испытания системы автоматического регулирования плотности магнетитовой суспензии проводились при следующих условиях:

1) общее представление динамики объекта по каналам управления и преобразования внешних воздействий соответствует рассмотренной выше формуле (1);

2) операторы динамического преобразования входных воздействий в первом канале управления, во втором канале управления и в цепи рецикла объекта имеют вид

при численных значениях коэффициентов:

T_o1=10,0 c; T_o2=80,0 c; T_or=80,0 с; τ₁=7,0 с; τ₂=40,0 с; τ_r=20,0 с;

3) регулирующим блоком реализуется стандартный пропорционально-интегральный регулятор.

Работа системы иллюстрируется графиками переходных процессов под влиянием внешних ступенчатых воздействий по возмущающему входу ω(t) (фиг.2) и по задающему входу Y*(t) (фиг.3). На этих графиках видно, что под влиянием внешнего воздействия в системе одновременно формируются регулирующие воздействия по первому и второму каналам управления (изменяются управляющие воздействия U₁ и U₂ относительно своих начальных значений). При этом в начальный момент изменения каждого из управляющих воздействий в отдельности обеспечивает компенсацию воздействия по возмущающему входу ω(t) (графики фиг.2), а также реализацию изменений задающего воздействия Y*(t) (графики фиг.3). На начальном участке переходного процесса на изменения выходного воздействия объекта управления влияет только регулирующее воздействие по первому управлению U₁, изменение величины которого относительно начального значения достаточно для компенсации возмущения ω(t) (или реализации изменения задающего воздействия Y*(t)). Через интервал времени (τ₂-τ₁) абсолютная величина регулирующего воздействия по первому каналу начинает уменьшаться с учетом уже реализованных регулирующих воздействий по второму каналу управления. По окончании переходного процесса в системе величина управляющего воздействия U₂ устанавливается на новом уровне, отклоняясь от начального значения на величину, необходимую для компенсации возмущения ω(t) (или реализации изменения задающего воздействия Y*(t)). Абсолютная величина регулирующего воздействия по первому каналу уменьшается до нуля (величина U₁ выходит на начальный уровень). Таким образом, происходит восстановление ресурса регулирования по первому каналу управления, имеющему наименьшее запаздывание.

Система регулирования объекта с рециклом, содержащая задатчик, первый исполнительный механизм, объект управления, включающий в свой состав последовательно соединенные первый блок запаздывания, блок первого канала управления, первый сумматор, блок рецикла объекта управления и второй блок запаздывания, датчик, модель объекта управления, включающую последовательно соединенные блок модели рецикла объекта управления и первый блок задержки, последовательно соединенные второй блок задержки, второй сумматор, первый блок вычитания, первый блок модели первого канала управления, третий сумматор, второй блок вычитания, регулирующий блок, третий блок вычитания и первый экстраполятор, причем выход второго блока запаздывания соединен со вторым входом первого сумматора, вход датчика подключен к выходу первого сумматора, а выход датчика соединен с входом блока модели рецикла объекта управления и со вторым входом третьего сумматора, второй вход первого блока вычитания подключен к выходу регулирующего блока, второй вход второго блока вычитания соединен с выходом задатчика, выход первого исполнительного механизма и вход второго блока задержки соединены между собой и с входом первого блока запаздывания, отличающаяся тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные второй исполнительный механизм, третий блок запаздывания и блок второго канала управления, подключенный своим выходом к третьему входу первого сумматора, последовательно соединенные первый блок обратной модели первого канала управления и третий блок задержки, последовательно соединенные второй блок модели первого канала управления, блок обратной модели второго канала управления, последовательно соединенные четвертый блок задержки, блок модели второго канала управления и второй блок обратной модели первого канала управления, последовательно соединенные второй экстраполятор, пятый блок задержки и четвертый блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого экстраполятора, а выход соединен с входом первого исполнительного механизма, вход второго исполнительного механизма соединен с выходом блока обратной модели второго канала управления, вход четвертого блока задержки подключен к входу второго исполнительного механизма, вход второго экстраполятора соединен с выходом третьего блока вычитания, а выход второго экстраполятора соединен с входом второго блока модели первого канала управления, вход первого блока обратной модели первого канала управления соединен с выходом первого блока задержки, выход третьего блока задержки соединен со вторым входом второго сумматора и со вторым входом третьего блока вычитания, а выход второго блока обратной модели первого канала управления подключен к третьему входу второго сумматора.

Изобретения относятся к химической и топливной отраслям промышленности, а также к охране окружающей среды. Сначала сравнивают данные об исходном образце твердого топлива с одной или более требуемых характеристик после обработки.

Система с датчиками // 2530316

Изобретение относится к следящим системам, предназначенным для обнаружения, определения, текущего контроля и анализа данных. Технический результат - расширение функциональных возможностей и удобство эксплуатации.

Устройство для реализации циклических движений // 2525845

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано для реализации циклических движений. Технический результат - повышение точности реализации циклических движений.

Устройство для формирования программных сигналов управления пространственным движением динамических объектов // 2522856

Устройство относится к вычислительной технике. Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении заданной динамической точности скоростного движения динамического объекта (ДО) на всех участках криволинейной пространственной траектории независимо от динамических свойств этого объекта и его системы управления.

Способ автоматической ориентации солнечных батарей и устройство для его осуществления // 2516511

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, поддерживающим ориентацию солнечных батарей. Технический результат заключается в повышении точности ориентации и слежения солнечных батарей.

Способ адаптивного управления по пид-закону и система для его реализации // 2510956

Изобретения относятся к области автоматизированного управления сложными информационными устройствами, использующими ПИД-законы регулирования, и могут найти применение в радиотехнических системах с хаотической динамикой реализации своих целевых функций в условиях интенсивного информационного возмущения.

Энергосберегающая система автоматического регулирования // 2494433

Изобретение относится к области систем автоматического регулирования. Оно может быть использовано при автоматизации работы различных промышленных объектов, имеющих в своей структуре несколько каналов управления одной технологической величиной, путем использования одного или нескольких контуров регулирования, подключаемых в зависимости от динамических и энергетических характеристик объекта и особенностей возмущающего воздействия.

Адаптивная система управления для априорно неопределенных объектов с самонастройкой динамического корректора // 2488155

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано при построении адаптивных систем управления априорно неопределенными линейными динамическими объектами с относительным порядком передаточной функции, большим единицы.

Способ построения автоматизированной системы, реализующей принципы виртуализации рабочих мест и изоморфного масштабирования // 2486562

Изобретение относится к способу построения автоматизированной системы на основе виртуальных рабочих мест, способных динамически конфигурироваться на любом числе узлов локальной сети, объединяющей вычислительные машины комплекса технических средств автоматизированной системы.

Устройство управления и мониторинга широкополосных помехозащищенных систем // 2477874

Изобретение относится к области автоматизации процессов управления и мониторинга сложных радиотехнических систем и может найти применение в широкополосных помехозащищенных системах.

Способ контроля и управления динамической системой // 2565367

Изобретение относится к контролю и организации оптимального управления и может быть использовано в системах контроля и управления различных динамических систем в реальном масштабе времени. Технический результат - оптимизация контроля и управления динамической системой путем исключения из функционирования системы устойчиво неработоспособных состояний. Суть изобретения заключается в использовании критерия оптимальности на основе минимизации энтропийно-параметрического потенциала, позволяющего исключить из функционирования динамической системы устойчиво неработоспособные состояния. Для этого осуществляют формирование базы данных эталонных параметров закона распределения выходного параметра, определение реальных параметров закона распределения выходного параметра, определение энтропийно-параметрического критерия области оптимального управления, проверку состояния объекта принадлежности области оптимального состояния, определение величины энтропийно-параметрического потенциала, минимизацию величины энтропийно-параметрического потенциала и корректировку реальных параметров закона распределения выходного параметра. 7 ил.

Способ адаптивной компенсации влияния гармонических колебаний момента нагрузки в электромеханической системе и устройство для его осуществления // 2565490

Группа изобретений относится к области управления. Технический результат - увеличение точности процесса регулирования. Для этого предложены способ адаптивной компенсации влияния гармонических колебаний момента нагрузки в электромеханической системе и устройство для его осуществления. Способ заключается в исследовании спектрограммы скоростей электромеханической системы, выделении частоты наиболее существенного возмущения, вычислении полинома, формирующего математическую модель возмущения, и введении этого полинома сомножителем в знаменатель передаточной функции регулятора, и синтезе коэффициентов обратных связей, при этом коэффициенты полиномов передаточных функций регулятора и внеконтурного формирователя меняются в зависимости от текущей скорости рабочего органа. Устройство содержит внеконтурный формирователь, регулятор, силовой преобразователь, электродвигатель постоянного тока, первый и второй элементы сравнения. Кроме этого, в него введены три безинерционных звена обратных связей по напряжения, току и скорости, делитель, квадратор, блок вычисления е1, блок вычисления е2, блок вычисления е2. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Способ самонастройки системы пид-регулирования // 2568386

Изобретение относится к области управления непрерывными технологическими процессами. Техническим результатом является повышение эффективности самонастройки и улучшение качества регулирования инерционных объектов. Для этого предложен способ самонастройки системы ПИД-регулирования, основанный на подаче пробного сигнала на объект управления (ОУ), определении параметров модели ОУ на основе измеренных данных переходного процесса и определении настроек регулирования по параметрам модели, при этом ОУ аппроксимируют апериодическим звеном 1-го порядка с запаздыванием, а самонастройку осуществляют в два этапа: на первом этапе подают ступенчатое воздействие на ОУ, а на втором этапе включают двухпозиционное регулирование, затем определяют настройки ПИД-регулирования, оптимальные по интегральному критерию минимума модуля ошибки регулирования. 6 ил.

Самонастраивающийся электропривод // 2568787

Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в датчиках скорости которых возникают дефекты. Технический результат заключается в обеспечении нечувствительности работы электропривода к искажению показаний в датчике скорости вращения вала электропривода за счет формирования дополнительного управляющего воздействия, подаваемого на вход электропривода. Это сохраняет работоспособность в процессе его эксплуатации. Самонастраивающийся электропривод содержит последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство с усилителем, электродвигатель с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные датчик тока якорной обмотки электродвигателя, второй сумматор и интегратор. В него дополнительно введены третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу датчика тока, а выход - к третьему входу первого сумматора и второму входу второго сумматора, третий вход которого подключен к выходу датчика скорости, а четвертый - к выходу корректирующего устройства. 1ил.

Самонастраивающийся электропривод // 2568789

Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в которых существенно повышаются величины моментов сухого трения. Технический результат заключается в обеспечении инвариантности электропривода к величине момента сухого трения, что обеспечивает неизменное качество в процессе эксплуатации. Самонастраивающийся электропривод содержит первый сумматор, последовательно соединенные корректирующее устройство с усилителем, электродвигатель с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком скорости и датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные релейный элемент, вход которого соединен с выходом датчика скорости, второй сумматор, последовательно соединенные датчик тока якорной обмотки электродвигателя и третий сумматор. В него дополнительно введены последовательно соединенные интегратор, вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу релейного элемента, и четвертый сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости, а выход - к третьему входу третьего сумматора и второму входу второго сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход - с входом усилителя. 1 ил.

Способ адаптивного управления технологическим процессом изготовления прецизионных изделий сложной формы из пкм // 2570180

Изобретение относится к производству прецизионных изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов. В процессе изготовления изделия, осуществляемого в течение нескольких технологических этапов, измеряют контролируемые параметры обрабатываемого изделия, сравнивают значения измеренных параметров с заданными и формируют управляющее воздействие, обеспечивающее корректировку технологических параметров. При этом на каждом этапе технологического процесса измеряют контролируемые параметры, характерные для данного этапа, определяют по известным экспериментальным зависимостям качество готового изделия от этих параметров путем оптимизационных вычислений значения возможных показателей качества изделия, сравнивают их с заданными и производят корректировку технологических параметров последующего этапа. Достигается повышение качества готового изделия. 2 ил.

Способ логического управления сложным многосвязным динамическим объектом // 2574841

Изобретение относится к области систем автоматического управления сложными многосвязными динамическими объектами и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями, энергетическими комплексами, синхронными генераторами. Технический результат: повышение быстродействия и уменьшение перерегулирования в переходном режиме, а также увеличение точности функционирования в установившемся режиме за счет формирования логического корректирующего сигнала для подсистем в составе сложного многосвязного динамического объекта. Посредством нелинейного корректора формируют логический корректирующий сигнал на основе анализа динамики подсистемы по сигналу ошибки εi(t) и ее производной ε i ' ( t ) , а также, посредством дополнительного нелинейного корректора формируют сигнал логической корректирующей ошибки, полученный по результатам анализа влияния выбранной максимальной динамики y′(t) среди j-x подсистем (j=1,…,n, j≠i) на динамику выходной координаты y i ' ( t ) i-й подсистемы (i=1,…,n), тем самым стабилизируют, координируют и согласовывают все подсистемы и управляют сложным многосвязным динамическим объектом. 4 ил.

Система автоматического управления и регулировния экологической безопасностью выбросов высокотемпературных газов, водяного пара с дисперсным материалом и радиоактивной пылью при аварии атомных реакторов // 2579436

Изобретение относится к системам радиационной безопасности АЭС. Система содержит блок контроля за аварийной ситуацией с регулирующим клапаном и цилиндрический металлический кожух для сбора высокотемпературных радиоактивных газов и водяного пара, дисперсного материала и радиоактивной пыли, обрамляющий реактор. Кожух своей верхней конусной частью через отвод подсоединяется к центральной трубе конденсатора-дезактиватора первой ступени. Система содержит после кожуха две ступени дезактивации: конденсаторы-дезактиваторы первой и второй ступени, исключающие выбросы после реактора в атмосферу, которые заполняются через регулирующие клапаны дезактивирующим раствором Конденсатор-дезактиватор первой ступени служит для дезактивации дисперсного материала и радиоактивной пыли, а конденсатор-дезактиватор второй ступени - для дезактивации и конденсации высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара, который барботируется через слой дезактивирующей жидкости. Технический результат - повышение надежности работы системы при аварии атомного реактора. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система и способ управления обработкой почвы сельскохозяйственным орудием (варианты) // 2580449

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к системе почвообрабатывающе-посевного орудия и способу ее управления. Орудие содержит высевающую секцию, датчик, выполненный с возможностью выдачи сигнала, указывающего на почву, смещенную высевающей секцией, и контроллер орудия, соединенный с возможностью сообщения с датчиком. Контроллер орудия выполнен с возможностью определения гладкости обработки почвы позади высевающей секции на основании сигнала и с возможностью регулирования параметра, влияющего на обработку почвы, когда гладкость находится за пределами требуемого диапазона. Такое конструктивное решение направлено на повышение эффективности посева. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ контроля экстремальных ситуаций в условиях неопределенности среды // 2589367

Изобретение может быть использовано для непрерывного контроля, оценки и прогнозирования состояния неопределенности взаимодействия судна с внешней средой. Техническим результатом является повышение степени надежности функционирования бортовых систем для обеспечения безопасности мореплавания судов при возникновении экстремальных ситуаций. Для достижения технического результата в предлагаемом способе регистрируют сигналы в блоке измерений параметров судна и внешней среды в экстремальной ситуации, устанавливают уровень неопределенности ситуации и сравнивают текущие значения параметров энтропии с заранее зафиксированными значениями. При возникновении экстремальной ситуации в условиях большой неопределенности определяют базовое значение определяющего параметра, относительно которого рассматривается состояние неопределенности, энтропийного потенциала и его приращения с использованием конкурентного отношения, осуществляют распознавание уровня неопределенности и формируют математические модели динамики изменения неопределенности, рассчитывают величину комплексного энтропийного потенциала и определяют изменение характеристик энтропии, прогнозируют развитие ситуации. 4 ил.