Автоматический оптимизатор группы объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 462I66

Союз Советских

Соаоалистических

Росоублио (61) Зависимое от авт. свидетельства 386379 (22) Заявлено 16.10.73 (21) 1965870/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 28.02.75. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 14.04.75 (51) M. Кл. G 05Ь 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3(088.8) (72) Авторы изобретения

О. И. Авен, Ю. И. Гаруль и Н. В. Гришко

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР ГРУППЫ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области систем автоматического управления и может использоваться в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности, в производствах, которые характеризуются непрерывностью технологических процессов (или их цикличностью с учетом старения объекта и ремонтных периодов), запаздываниями порядка 0,12 — 1,5 час, наличием медленных составляющих во внешних воздействиях.

По основному авт. св, № 386379 известен автоматический оптимизатор группы объектов с промежуточными емкостями и датчиками уровня, блоками нелинейного инвертирования, содержащий для каждого объекта локальный оптимизатор, датчики расхода сырья, вычислитель локального дохода.

Однако при работе такого оптимизатора возможны большие отклонения от оптимального режима работы, вызванные изменением оптимальных параметров во времени, что приводит к увеличению динамической-ошибки -автоматического оптимизатора и к значительным потерям в увеличении прибыли объекта от работы автоматического оптимизатора.

Цель изобретения — повышение эффективности оптимизатора, Это достигается тем, что предлагаемый оптимизатор содержит дифференциатор, высокочастотный фильтр, фильтр переменной составляющей, линию задержки, множительное устройство и интегратор, причем дифференциатор через высокочастотный фильтр, а фильтр переменной составляющей через линию задерж5 ки подключены соответственно к первому и второму входам множительного устройства, выход которого через интегратор соединен с дополнительным входом сумматора блока нелинейного инвертирования, на выход послед1О него подключены входы дифференциатора и фильтра переменной составляющей.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого автоматического оптимизатора группы объектов.

16 Она содержит датчики 1 и 2 входной и выходной информации; блок автоматической оптимизации, содержащий вычислитель 3 локального дохода и оптимизатор 4 управляемого объекта 5; датчики 6 и 7; блок автоматиче2О ской оптимизации, содержащий вычислитель

8 локального дохода и оптимизатор 9 управляемого объекта 10. Блоки автоматической оптимизации соединены между собой каналом связи 11, который связан с блоком 12 вычис25 ления цены на входной продукт объекта 5 и выходной продукт объекта 10. Блок 12 состои г из емкости 13, .датчика уровня 14 и блока 15 нелинейного инвертирования, который содержит блок дифференцирования 16, анализатор зО знака 17, нелинейный преобразователь 18, пе462

;.5

Зо

50

60 реключатель 19. инерцио iH02 звена 20, инвертор 21 и сумматор 22, Блок вычисления цены связан через дифферепциатор 23 и высокочастотный фильтр 24 с одной стороны и через фильтр 25 переменной составляющей, линию задержки 26 с другой стороны с множительным устройством 27, выход которого соединен с входом интегратора 28, выход последнего через линию связи 29 связан с входом сумматора 22 блока 15 нелинейного инвертирования.

Блоки 23 — 28 аоразуют блок самонастройки 30.

Автоматический оптимизатор группы объектов работает следующим образом.

Датчики 1 и 2 входной и выходной информации измеряют величины входных и выходных потоков сырья, и по каналам связи эта информация подается в вычислитель 3 локального дохода, куда поступает также информация и о ценах на соответствующие потоки сырья по каналу 11. Вычислитель локального дохода выполняет операции умножения и суммирования и вырабатывает сигнал «Доход», который поступает в оптимизатор 4. Оптимизатор находит и отслеживает оптимальное значение регулирующего сигнала в зависимости от цен на входной и выходной потоки. С выхода оптимизатора 4 сигнал подается как управляющий на управляемый объект 5 и определяет величины входного и выходного потоков.

Аналогично происходит процесс оптимизации и для объекта 10.

Так как выход одного объекта в общем случае не равен входу другого, то уровень в емкости 13 изменяется. Датчик уровня 14 измеряет и подает сигнал об уровне в инвертор 21, где величина уровня умножается на — 1 и поступает на вход сумматора 22 с коэффициентом усиления Кь сумматор управляется сигналом от блока самонастройки 30. Сигнал от датчика уровня 14 поступает также и в блок дифференцирования 16 для получения величины «разбаланса» между входным и выходным потоками сырья объектов 5 и 10 и подается как на вход нелинейного преооразователя 18, так и на вход анализатора знака 17. На выходе анализатора знака 17 получается двоичный сигнал, который управляет переключателем 19 так, что нелинейно преобразованный сигнал получает знак плюс или минус.

Этот нелинейный сигнал с учетом знака преобразуется инерционным звеном 20. Нелинейная составляющая сигнала цены, уменьшающая время переходного процесса при больших

«разбалансах», подается на вход сумматора

22 с коэффициентом усиления К . Сумма этих двух сигналов (нелинейной и линейной составляющих цены) поступает по каналам связи 11 в вычислители 3 и 8 локального дохода и на входы дифференциатора 23 и фильтра 25 переменной составляющей. Дифференциатор 23 вычисляет производную изменяющейся во вре166

4 мени цены, которая и поступает в высокочастотный фильтр 24 для устранения высокочастотной составляющей шумов в производной сигнала цены. Полученный сигнал поступает на один из входов . множительного устройства 27.

В фильтре 25 переменной составляющей выделяется низкочастотная переменная составляющая (отфильтровывается постоянная составляющая), которая в линии задержки 26 задерживается на некоторый интервал времени, подбираемый в зависимости от настраиваемых коэффициентов при самонастройке.

Задержанный сигнал поступает на второй вход множительного устройства 27, которое вместе с интегратором 28 выполняет коррелирования двух сигналов: производной цены и задержанной переменной составляющей цены.

В общем случае коэффициенты К1 и К> не оптимальны, поэтому сигналы производной и задержанной переменной составляющей цены оказываются коррелированными между собой, Из-за этого выходной сигнал интегратора. 28 меняется. Изменяющийся сигнал по линии связи 29 управляет переменными коэффициентами усиления К1 и К в сумматоре 22 блока 15 нелинейного инвертирования; они приобретают новое значение за некоторый интервал времени. В результате изменения коэффициентов усиления уменьшается корр ели ров анно сть между указанными выше сигналами. Так происходит до достижения некоррелированности этих сигналов, При этом достигается равновесие в блоке самонастройки 30, Сигнал остается постоянным, если не изменяются статистические характеристики внешних воздействий на автоматический оптимизатор группы объектов. Некоррелированность этих сигналов соответствует минимальной ошибке автоматического оптимизатора группы объектов.

Величина запаздывания в линии задержки

26 выбирается так, чтобы скорость сходимости самонастройки была максимальной и одинаковой для разных объектов.

Предмет изобретения

Автоматический оптимизатор группы объектов по авт. св. № 386379, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности оптимизатора, он содержит дифференциатор, высокочастотный фильтр, фильтр переменной составляющей, линию задержки, множительное устройство и интегратор, причем дифференциатор через высокочастотный фильтр, а фильтр переменной составляющей через линию задержки подключены соответственно к первому и второму входам множительного устройства, выход которого через интегратор соединен с дополнительным входом сумматора блока нелинейного инвертирования, на выход которого подключены входы дифференциатора и фильтра переменной составляющей, 46216зба

Составитель В, Васильев

Техред Т. Курилко

Редактор Е. Караулова

Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 937/11 Изд. № 1145 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совега Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5