Комбинированная система экстремального управления технологическим процессом

 

О П И С А Н И Е:,332436

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Ло

Заявлено 02.У 1.1970 (Ме 1448054/18-24) »l. Кл. б 05b 15.02 с присоединением заявки че

Приоритет

Комитет по делам!

; тдк 621.596.662.078 (088.8) изобретений и открытий при Совете тЛинистров

СССР

Опубликовано 14.111.1972. Бюллетень че 10

Дата опубликования описания O.IV.1972

Авторы изобретения А. М. Вершинин, Г. С. Нестеров, В. И. Нссходовский, Н, В. Ковальский, Г. А. Кузнецов, И. H. Дуби>канский и В. H. Низовских

Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых «Уралмеханобр»

КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО

УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

Изобретение относится к области управления сложными технологическими процессами, например процессом мокрого магнитного обогащения руд, и может быть применено там, где необходимо осуществлять экстремальное управление процессом при неполной априорной информации о характеристике объекта управления и при наличии неконтролируемых возмущающих воздействий (помех).

Известны комбинированные системы, содержащие объект управления, регулятор по возмущению (разомкнутая часть — РЧ) и корректор для адаптивной подстройки характеристики регулятора, содержащий формирователь признаков, распознающую систему (РС) типа

«Альфа» и логическую схему (ЛС).

Однако известные комбинированные системы работоспособны только тогда, когда все множество ситуаций состояния объекта может быть разбито на пары, в каждую из которых входят ситуации — антиподы, и пригодны только для такого изменения помехи во времени, когда после каждого промежутка времени действия помехи имеется время, в течение которого помеха равна нулю. Кроме того, в известных комбинированных системах для определения момента прекращения подачи сигнала коррекции необходим некоторый промежуток времени для набора кода состояния, в продолжение которого система находится в неоптимальном режиме.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем внесения изменений в ЛС и в ее связи с другими элементами системы. При наличии такой схемы множество ситуаций может быть в принципе произвольным. то Признаком, по которому определяется неоптимальный режим работы, принят факт появления точки характеристики РЧ со значением показателя качества q,, меньшим допустимого (т. е. при двухбальном кодировании <р

15 точки со значением can=0).

На фиг. 1 изображена схема комбинированной системы экстремального управления технологическим процессом, которая состоит из

РЧ 1, PC 2, формирователя признаков 8, 20 обьекта управления 4 и ЛС, включающей в себя триггеры 5 — 10, логические схемы «И»

11 — 18, формирователи импульсов 19 — 24, инверторы 25 — 27 и линию задержки 28.

На фиг. 2 представлена временная диаграм25 ма работы ЛС; на фиг. 3 — случаи последовательной смены взаимных положений характеристики РЧ и зоны «тр=1».

PC предназначена для распознавания состояния объекта в текущий момент времени и

30 отнесения (классификации) этого состояния

332436 к одной из ситуаций. При этом каждой ситуации соответствует определенная величина корректирующего воздействия, пол упающего от корректора на вход РЧ.

Формирователь признаков служит для преобразования информации о параметрах объекта (возмущающем воздейстгии л и показателе качества rp) в код состояния, подаваемый на вход РС.

ЛС предназначена для согласованIH выхода

PC и входа РЧ. Опа предупреждает возникновение автоколебательных движений в системе и состоит из трех частей, назначение которых различно.

Первая часть ЛС обеспечивает пспзмепность сигнала коррекции все время набора кода состояния, хотя код состояния, подаваемый на ьход РС, изменяется по мере поступления текущей информации о параметрах объекта. В состав первой части ЛС входят триггер 10, схемы «И» 11 — 15, формирователи импульсов

21, 28 и инверторы 2б, 27.

Вторая часть ЛС обеспечивает правильное функционирование корректора при изменяющейся помехе. Эта часть предотвращает колебания благодаря тому, что удерживает сигнал коррекции неизменным в продолжении времени действия определенной помехи. Признаком, по которому ЛС определяет «окончание» помехи, является появление кода показателя качества ср, равного нулю после произведенной коррекции. В состав второй части

ЛС входят триггер индикации неоптимального режима 9, формирователи импульсов 19, 20, 22 и инвертор 25.

Триггер 9 предназначен для выдачи сигнала о том, что на выходе датчика Ч единичный код сменился нулевым. Причем такой сигнал выдается только при произведенной на предыдущем такте коррекции, т. е. при работе HB любой, но не на центральной характеристике

РЧ. Инвертор 25 и формирователь 22 предназначены для того, чтобы при такой смене кода выдать соответствующий импульс для перебрасывания в нулевое состояние триггера

9 (если он перед этим находился в единичном положении — 11-й такт временной диаграммы).

Третья часть ЛС содержит триггеры запоминания ситуаций 5 — 8 и элемент «И» 18.

Триггеры предназначены для запоминания сигнала коррекции (т. е. номера ситуации) и удержания его в продолжение такта коррекции неизменным. Сигнал на выходе схемы «И»

18 означает отсутствие коррекции.

Работу ЛС иллюстрирует временная диаграмма фиг. 2. Когда на счетчике до трех, входящем в формирователь признаков, отсчитаны три точки характеристики РЧ, в которых последовательно работала система (с номерами, например, 7, 1 и 2), то сигнал от формирователя признаков (через инверторы 26, 27 и формирователь 21) перебрасывает триггер 10 в единичное состояние.

Несколько раньше обеспечивается (через схемы 1б и формирователь 20) установка в

65 исходное (нулевое) состояние триггера 9. С выхода схемы «И» 15 сигнал поступает на вход формирователя 28, предназначенного для формирования импульса требуемой длительности. Схемы «И» 11 — 14 служат ключами, С выхода инвертора 28 импульс поступает на входы всех схем «И» 11 — 14. Наличие сигнала на одном из выходов PC (соответствующем распознаваемой ситуации) определяет появление сигнала на выходе соответствующей схемы

«И» 11 — 14 (например, 12). Этот сигнал перебрасывает триггер 6 в единичное состояние (б-й такт временной диаграммы). Подается сигнал коррекции с выхода триггера б в схему РЧ, После произведенной на б-м такте коррекции 7, 8 и 9-й такты дают точки (с номерами б, 3 и 2), в которых =1. ЛС удерживала прежний сигнал коррекции. Начинают отсчитываться очередные три точки характеристики

РЧ (такт 10). Но в этот момент действие помехи прекращается (2 и 13 строки временной диаграммы). На 11-ом такте в 5-й точке характеристики значение ср оказывается равным нулю. Формирователь 22 выдает импульс, который поступает на нулевой вход триггера 9 и перебрасывает его. Импульс от триггера 9, сформированный формирователем 19, поступает на нулевые входы всех триггеров 5 — 8 и перебрасывает их в нулевое состояние.

Перебрасывает он, собственно, только находившийся в единичном состоянии триггер б.

Следствием этого является появление сигнала на выходе схемы «И» 18 (наличие сигнала на выходе схемы «И» 18 обусловливает работу РЧ по центральной характеристике). Одновременно со всем этим происходит сброс в нуль счетчика до трех формирователя импульсов (для этого предназначена схема «И» 17 и формирователь импульсов 24). Начинается новый счет (на тактах 12, 13 и 14) и распознается какая-то новая ситуация.

Если характеристика РЧ на предыдущем такте коррекции скорректирована правильно (т. е. отныне она целиком расположена внутри зоны ч:=1), то при неизменной помехе в какой бы точке характеристики РЧ ни работала система, значение гр равно единице. Когда помеха исчезает, появляются точки характеристики РЧ, в которых q;=-0 (фиг. 3, д). Как только система попадает в одну из таких точек и показатель качества изменяет свое значение с «1» на «О», это принимают за признак, по которому необходимо снять данный сигнал коррекции.

Система переключается на центральную характеристику (ведь только при работе по ней можно набирать очередной код состояния).

В случае, если коррекция произведена неверно (фиг. 3, г), т. е. помер ситуации, указываемой РС, не совпадает с «номером» действительной помехи, сигнал коррекции также должен быть снят. Фиг. 3, г, е иллюстрирует соответствующее переключение хар актеристики Рь1 в этом случае.

332436

«Риг.!

Предмет изобретения

Комбинированная система экстремального управления технологическим процессом, например, мокрого магнитного обогащения руд, содержащая последовательно соединенные регулятор по возмущению, объект, формирователь признаков, распознающую систему и логический блок, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей системы, логический блок содержит четыре триггера, сдиничцые выходы которых соединены со входами регулятора по возмущению, а нулевые выходы — со входами первой схемы «И», выход которой соединен со входом регулятора по возмущению и через последовательно соединенные вторую схему «И» и формирователь импульсов — со входом формирователя признаков, пулевые входы триггеров объединены и через второй формирователь импульсов соединены с единичным выходом пятого триггера, а единичные входы триггеров соедииены соответственно с выходами третьей, четвертой, пятой и шестой схем «И», первые входы которых объединены и через последовательно соединенные третий формирователь импульсов и седьмую схему «И» соединены с выходом формирователя признаков, вторые входы соединены с выходами распознающей системы, а третьи — с нулевым выходом пятого триггера, выход формирователя признащ ков через последовательно соединенные два инвертора, схему задержки, восьмую схему

«И» и четвертый формирователь импульсов соединен с пулевым входом пятого триггера, единичный вход которого через последовательно соединенные пятый формирователь импульсов и инвертор соединен с выходом объекта, вход схемы задержки соединен со входом формирователя признаков, а через шестой формирователь импульсов с единичным входом шестого триггера, нулевой вход которого соединен с единичным входом пятого триггера, а нулевой выход — со входами седьмой и восьмой схем «И».

332436 б а

22 г

Ф b S 10 1

8 б б

2 0 6 В 10 12 14 Л

0 6 В 10 12 242 Z 0 6 В,а

2 4 6 В 20 22 14Л 2 0 6 В 10 IZ

7Риг. 3

Составитель В. Лукашин

Техред Е. Борисова

Редактор Л. Утехина

Корректор 3. Тарасова

Заказ 1021/17 Изд. № 354 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2