Устройство для автоматического управления объектами с транспортным запаздыванием

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г (69) Дополнительное и авт. саид-ву (51) hL К.

Ст 05 В 11/01

{23) Заавлено 12.03.76 {2a) 2334081/18-24 с присоединениеи заявки № (23) Приоритет . (43) Опубликовано 0502.78.Бтоллетеиь 34 5 (45) Дата опубликования описания 230178i

Гвврррвтввнвнв кваитвт

999втв,твввввтР99 666Р

90 Дэйва 939РРвтвнм

9 втвркпй (53) УДК 62-50 (088. 8) (72) Автотты

ИзобрЕтЕНИИ И. Н. Михальченко A У Ялышев Ю A. Вегера и В.A. Григорьев

Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ОБЪЕКТАМИ С TPAHCIlOPTHbIN ЗАПАЗДЫВАНИЕМ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в различных отраслях промьпаленности для автоматического управления объектами с транспортным запаздыванием.

Известны устройства, содержащие блоки сравнения, интегрирования, дифференцировачия, суммирования и логический, которые формируют регулирующее воздействие путем периодического введения в него составляющей, пропорциональной сигналу рассогласования, с последующим ее запоминанием и составляющей, пропорциональной первой производной от сигнала рассогласования 1),1.2 .

Однако для таких ус рой тв характерно низкое качество управления особенно объектами с транспортным запаздыванием.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического управления, содержащее блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок дифференцировайия, первый блок выделения модуля, первый пороговый элемент, а также через последовательно соединенные второй блок выделения модуля, второй пороговый элемент непосредственно подключен соответственно к управляющему входу первого ключа, к первым входам второго ключа и переключателя и к перво5 му входу не ваго блока суммирования, а выход блока интегрирования соединен с первым входом второго блока суммирования 3 .

Однако это устройство имеет низкое

10 быстродействие и невысокую точность .при управлении объектами с транспортным запаздыванием, обусловленные тем, что длительность введения в.управляющее воздействие составляющих, пропорциональных сигналу рассогласования и скорости его изменения, а также величина этих составляющих далеки от оптимальных.

Цель изобретения — повьиаение быстж0 родействия и точности устройства— достигает я тем, что в устройство, содержащее блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, первый блок выделения модуля, первый пороговый элемент, а также через последовательно соединенные второй блок выделения модуля, второй пороювый элемент непосредственно подключен

@ соответственно к управляющему входу.591811

)О лителя напряжения, выход которого сое40

5(1 и третий входы которого подключены к выходу второго ключа 8 соответственно через последовательно соединенные делитель 13 напряжения, инвертор 14 непосредственно.

Первый вход блока 11 интегрирования связан с выходом второго блока 15 дифференцирования, а второй вход через первый ключ 5 подсоединен к выходу блока 1 сравнения. Выход делителя 13

60 ,напряжения подключен ко второму входу переключателя 9, третий вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом второго блока 15 дифференцирования. Выход второго

65 где Х„ первого ключа, к первым входам второго ключа и переключателя и к первому входу первого блока суммирования, а а выход блока интегрирования соединен с первым входом второго блока суммирования, введены два блока дифференцирования и последовательно соединенные делитель напряжения и инвертор, выход которого подключен ко второму входу второго блока суммирования, к третьему входу которого подсоединены выход второго ключа и вход дединен со вторым входом переключателя, выход которого подключен ко входу второго блока. дифференцирования, выход которого соединен с третьим входом переключателя и первым входом блока интегрирования, второй вход которого соединен через первый ключ с выходом блока сравнения, второй вход второго клкича через первый блок суммирования соединен с выходом первого блока дифференцирования, а выход второго блока выделения модуля через третий блок дифференцирования соединен со вторым входом второго порогового элемента.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Предложенное устройство содержит блок 1 сравнения, выход которого подключен через последовательно соединенные первый блок 2 дифференцирования, первый блок 3 выделения модуля и первый пороговый элемент 4 к управляющему входу первого ключа 5, а через последовательно соединеннйе второй блок б выделения модуля и втОрой пороговый элемент 7 - к первым входам второго ключа 8 и переключателя 9.

Кроме того выход блока сравнения непосредственно соединен с первым входом первого блока 10 суммирования, второй вход которого подключен к выходу первого блока 2 дифференцирования, а выход — ко второму входу второго ключа В. Выход блока 11 интегрирования подсоединен к первому входу второго блока 12 суммирования, второй

35 блока б выделения модуля через третий блок 1б дифференцирования связан со вторым входом второго порогового элемента 7. устройство работает следующим образом.

На вход блока 1 сравнения поступают сигнал задания Х> и текущее значение регулируемого параметра Х а на его выходе формируется сигнал рассогласования С.

На блоке 10 происходит суммирование сигнала рассогласования и его первой производной, сформированной на блоке 2 дифференцирования.

Блоки б, 16, 7 формируют первую, а блоки 3, 4 — вторую функции переключения, соответственно равные где Š— сигнал рассогласования;

- постоянная времени, определяющая наклон линии переключения; Pg — постоянная времени дифференцирования;  — положительная величина, близкая к нулю, от которых зависит положение ключей 5, 8 и переключателя 9. Если первая функция переключения положительна, то ключ 8 замкнут, а на блок 15 дифференцирования поступает сигнал с делителя 13 напряжения, если отрицательна — то ключ 8 разомкнут, а переключатель 9 закора- чивает блок 15. При этом сигналы на втором и третьем входах блока 12 суммирования, а также на выходе блока 15 равны нулю, что приводит к частичному уменьшейию управляющего воздействия и запоминанию его оставшейся части. Сигнал рассогласования поступает на вход блока 11 ийтегрироваиия только тогда, когда вторая Фуикция переключения отрицательна

Выходной..сигнал блока 12 суммирования (управляющее воздействие) изменяется по закону — коэффициент пропорциональности; — постоянная времени интегрирования; — коэффициент памяти) 59181 1 — нелинейные коэффициент

1 02 ты, равные

d l Et

1прн 1 -ICJ >0>

Опри 1 -ICl О, d 1 el

1<»т -8 О, Опри 1 -8 О.

Составитель И. Иихальченко

Редактор И. Иархбвская Техред E.ËàâèéîéH Корректор

Заказ 586/39 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПН Государственного комитета Совета Ииныстров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москвад Х-35 Раущская наб. д. 4 5

Н. Ковалева

Филиал ППП Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления объектами с транспортным запаздыванием, содержащее блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, первый блок выделения модуля, первый порогоиЫй элемент, а также через .последовательно соединенные второй блок выделения модуля, второй пороговый элемент и непосредственно подключен соответственно к управляющему входу первого ключа, к первым входам второго ключа и переключателя и первому входу первого блока суммирования, а выход блока интегрирования соединен с первым входом второго блока суммирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, в него введены два блока дифференцирования и последовательно соединенные делитель на> пряжения и инвертор, выход которого подключен ко второму входу второго блока суммирования, к третьему входу которого подсоединены выход второго ключа и вход делителя напряжения, 10 выход которого соединен со вторым входом переключателя, выход которого подключен ко вхо„у второго блока дифференцирования, выход которого соединен .с третьим входом переключателя и

15 первым входом блока интегрирования, второй вход которого соединен через первый ключ с выходом блока сравнения, второй вход второго ключа через первый блок суммирования соединен с вы20 ходом первого блока дифференцирования, а выход второго блока выделения модуля через третий блок дифференцирования соединен со вторым;входом. порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Фернер О. О нелинейных звеньях в системах автоматического регулирования. Труды 1-го конгресса ИФАК.

2. Кон Л.В., Семих В.В. Об одном классе регуляторов с перемечной структурой. Автоматика и телемеханика, 1969, 9 5.

3. Авторское свиде.ельство

9 402862, кл. g 05 Д 23/19.