Устройство для управления многопараметрическим объектом

 

О П И C А Н И Е (iiigggg()g

ЙЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Соаетскии

Соцмалмстммескм

Республик

Ф

Я (22) Заявлено26.02.76 (21) 2327343/18-24 (51) М. Кл

q 05 В 15/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР оо делам изеоретеиий и открытий

Опубликовано 05.02.7РБюллетень №5

1),ата опубликования описания 08.02.79 (53) УДК 62-50 (088, 8) (72) Авторы изобретения

В, В. Захаров и В. М. Хлоповских

Научно-исследовательский институт ядерной физики прн Томском политехническом институте нм. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИМ

ОБЪЕКТОМ

Изобретение относится к области управления обьектами с помошью электронных вычислительных машин (ЭВМ) и предназначено для управления многопа раметрическими обьектами, работаюши» ми в импульсном режиме и не имеюшими математического описания в обширной области изменения переменных.

Известны устройства управления обьектом Я, (2), состояшие из ЭВМ, датчика параметров, устройств сопряжения, цифроаналоговых преобразователей (КАП) и исполнительных механизмов. Датчик выдает информацию о параметрах обьекта, Информация вводится через устройства сопряжения в ЭВМ. Сигналы кор. рекции от ЭВМ через ЦАП управляют обьектом.

Указанные устройства наиболее эффективны при управлении обьектами с небольшим числом переменных, с заданным математическим описанием во всем диапазоне изменения переменных. Быстродействие этих устройств во многих случаях практики оказывается недостаточным для управления многопараметрическими обьектами, работаюшими в импульсном режиме.

Из известных устройств наиболее близким по технической сушности является устройство, описанное в (2j .

Это устройство содержит цоследовательно соединенные блок аналого-цифровых преобразователей,ЭВМ, блок 11АП и суммирующие операционные усилители, а также содержит блок управления, соединенный с источником- синхроимпуль-, сов обьекта, с электронной вычислительной машиной и с блоком аналого-цифро-, вых преобразователей, измерительные входы которого подключены к источникам аналоговой информации о выходных параметрах обьекта и к выходам операционных усилителей, подключенным к исполнительным механизмам обьекта.

Недостатком данного устройства является малое быстродействие при управлении многопараметрическими обьек-, 646307 тами, работаюшими в импульсном режиме и не имеюшими математического описания в обширной области изменения переменных. Связано это с тем, что применяемые в подобных ситуациях для управления статистические методы поиска основаны на генерации равномерно распределенных в пространстве управляюших переменных точек. При такой органиэации методов управления значительное время тратится как на получение программным путем заданного числа вариантов управления случайных значений параметров объекта, так и на установку этих значений параметров через канал обмена информацией ЭВМ с БАП. Время

Т, необходимое для этих операций, сравнимо с временем Т по выработке в ЭВМ собственно управляюших воздействий на основе методов оптимизации статистического типа и может сушест венно превысить последнее при большом числе управляюших параметров. Вследствие етого, суммарное время Т +T выработки управляюшего воздействия может превысить временной интервал между двумя (тремя и т.д,) очередными наблюдениями объекта. Последнее означает, что управляюшее устройство сможет испольэовать лишь каждый второй (третий и т.д.) иТййульс выхода; что,— естественно, ухудшает качество управления, а в неко орых случаях сделает управление полностью невозможным.

Белью изобретения является повышение быстродействия управляюшего уст ройства, создание такого устройства управления объектом на базе ЭВМ, которое обеспечивало бы,управление многопараметрическим объектом, не имеюшим математического описания в обширной области изменения переменных и работакяцим в импульсном режиме с высокой частотой.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены цифровые управляемые сопротивления, блок управления коэффициентами и блок генераторов случайных сигналов, синхронизируюший вход которого подключен к выходу блока управления, а выходы через цифровые управляемые сопротивления подключены ко вторым входам суммируюших операционных усилителей, входы блока управления коэффициентами подключены к выходам электронной вычислительной машины, а выходы соединены с управляюшими входами цнфровьг управляемых сопротивлений.

На чертеже представлена структурная схема устройства управления на базе

ЭВМ. 1 - измерительные входы, 2блок аналого-цифровых преобразователей, 1

3 - выходы датчиков выходных параметров обьекта, 4 - выходы операционных усилителей, 5 — операционные усилители, 6 — входы исполнительных механизмов объекта, 7 — выходы блока аналого-цифровых преобразователей, 8 — электронная вычислительная машина, 9- вход блока управления, 10 - блок управления, 11выход источника синхроимпульсов обьекта, 12, 13, 14 - шины связи блока управления 10 с блоком 2, 15, 16, 17шины связи блока 10 с ЭВМ 8, 18— синхрониэируюший выход блока управления, 19 - вход генератора случайных сигналов, 20 - блок генераторов случайных сигналов, 2 1 — блок БА П, 22шины связи блока 21 с ЭВМ 8, 23выходы блока 21, 24 - входы опера25 ционных усилителей 5, 25 - блок управления коэффициентами, 26 - шины связи блока 25 с ЭВМ 8, 27 - цифровые управляемые сопротивления, 28— селектируюшие шины, 29 — кодовые шины, 30 — входы цифровых управляемых сопротивлений 27, 31 — выходы блока

20, 32 - выходы управляемых сопротивлений 27, 33 - входы операционных усилителей 5.

Сушество предложения заключается в том, что реализация поиска требует обрашения ЭВМ к блоку БАП управления коэффициентами только лишь для задания исходной точки поиска и средних амплитуд генераторов случайных чисел для каждого параметра. При реализации последуюших точек поиска время ЭВМ не расходуется на задание параметра точки через блок БАП. Значение параметров точки получается суммированием операционными усилителями значений параметров исходной точки, заданных блоком БАП со значениями параметров, задаваемых генераторами случайных сигналов. Время ЭВМ тратится только на опрос блока аналого-цифровых преобразователей. B результате быстродействие устройства повышается.

Работает устройство следуюшим образом. В начале работы устройства ЭВМ

8 через блок БАП 21 и операционные усилители 5 задает параметры исходной точки поиска. Причем, предварительно

646307

ЭВМ 8 через блок управления коэффициентами 25 задает во все цифровые управляемые сопротивления (И УС) 27 коэффициенты равные нулю. Поэтому случайные уровни напряжения с блока гене. раторов случайных сигналов 20 не поступают на входы ЗЗ операционных усилителей 5, Таким образом задается исходная точка поиска.

Очередной синхроимпульс объекта IO

{вход 11 устройства) запускает по вхо ду 9 блок управления 10. Блок управления 10 по шине 12 подает команду на преобразование аналоговой информации о входных и выходных параметрах объекта, поданной на измерительные входы 1 блока аналого-цифровых преобразователей 2. Блоком 2 по шине 13 в блок управления 10 выдается сигнал о конце преобразования. По этому сигналу импульсы опроса, поступаюшие по шине

15 из ЭВМ 8, преобразуются в импульсы "готовность блока АЦП и по шине

16 подаются в ЭВМ 8. ЭВМ 8 по шйне

17 посылает в блок управления 10 команду на ввод информации. Блок управления 10 по шине 14 дает блоку аналого-цифровых преобразователей 2 ко-. манду Чтение", по которой информация о номерах параметров и их значениях по шинам 7 вводится в ЭВМ 8. Аналогичным образом происходит ввод информации во всех последуюших циклах работы объекта.

ЭВМ 8 анализирует информацию о параметрах обьекта и с помошью блока управления коэффициентами 28 устанавливает во всех UYC 27 коэффициенты, которь1е определяют средние значения случайных сигналов 20 через ЦУС 27 на входы 33- операционных усилителей

5. Случайные уровни напряжений с выходов 31 блока генераторов случайных сигналов 20 меняются синхронно с сиг налами выхода 18 блока управления 10 4 и в течение цикла работы объекта остаются постоянными. Значения параметра исходной точки, заданной блоком IIAFI

21, суммируются операционными усилителями 5 с выходными сигналами блока генераторов случайных сигналов 20 и с выходов 6. устройства подаются на исполнительные механизмы объекта.

Таким образом, задав с помошью

ЭВМ 8 исходную точку поиска и значения коэффициентов цифровых управляе» мых сопротивлений 27, устройство позволяет получить в дальнейшем необходимое количество случайных точек в пространстве управляюших параметров объекта, с заданным средним значением разброса, без затрат машинного времени.

Время ЭВМ 8 тратится лишь на ввод информации о параметрах объекта, ее обработку и выработку в ЭВМ 8 собственно управляюших воздействий на основе методов оптимизации статистического типа.

Использование изобретения позволяет значительно сократить время, затрачиваемое ЭВМ на задание точек поиска в пространстве параметров объекта, а следовательно; повысить и обшее быст родействие системы.

Формула изобретения

Устройство для управления многопараметрическим объектом, содержашее последовательно соединенные блок аналогоцифровых преобразователей, вычислительный блок, блок цифроаналоговых преобразователей и суммируюше-операционные усилители и блох управления, соединенный с датчиком синхроимпульсов объекта и с блоком аналого- цифровых преобразователей, измерительные входы которого подключены к датчикам выходных параметров объекта и к выходам операционных усилителей, подключенным к исполнительным механизмам объекта, о т л и ч а Ю ш е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены цифровые управляемые сопротивления, блок управления коэффициентами и блок генераторов случайных сигналов, синхронизируюший вход которого подключен к выходу блока управления, а выходы через цифровые управляемые сопротивления, подключены ко вторым входам суммируюших операционных усилителей, входы блока управления коэффициентами подключены к выходам вычислительного блока, а выходы соединены с управляющими входами цифровых управляемых сопротивлений.

Источники информации, цринятые во внимание при экспертизе

1. Материалы П1 Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований, Л., изд. ЛИЯФ, 1974, с. 450..

2, Патент Франции Мо 2178762, кл. Cj 05 8 15/00, В 64 С 19/00, 1973.

646307

/ с

Составитель Г. Нефедова

Редактор Э. Губницкая. Техред М. Борисова Корректор Л. Небола

Закаэ 110/37 Тираж 1014 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

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