Устройство для функционального контроля систем управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (щ 732820 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 151L77 (21) 2543122/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 050580, Бюллетень №17

Дата опубликования описания 0505.80 (51)М. Нл.

G 05 В 23/02

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (53) УДК 821. ЗЭ8 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A.Êoýååâ, В.Г.Селехов v A,Ï.Ñåëèöêàÿ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть применено для функционального и диагностического контроля технических объектов.

Известно устройство для диагностического контроля, содержащее последовательно соединенные блок сравнения, ограничитель и интегратор, позволяющее проводить диагностический контроль несложных по структуре объектов (1), Однако функциональные возможности такого устройства ограничены.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройст- во, содержащее последовательно соединенные блок сравнения, ограничитель и интегратор, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, последовательно соединенные первый блок управления и первый сумматор, другой вход которого подключен ко входу устройства, последовательно соединенные модель системы управления, второй блок упреждения и второй сумматор, другой вход которого подключен к выходу модели системы управления, и пороговый блок, первый вход которого соединен со вторым выходом блока сравнения (2) . Недостатками устройства являются невысокая точность работы и невозможность прогнозирования технического состояния контролируемой системы.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Эта цель достигается тем, что предложенное устройство содержит две модели чувствительности, блок идентификации, третий и четвертый сумматоры. Вход устройства соединен со входами блока идентификации и первой моделью чувствительности, выход которой подключен к одному из входов третьего сумматора,. другой вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход — со вторым входом блока сравнения, третий вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, соединенного одним иэ входов с выходом второй модели чувствительности, другим входом — с выходом второго сумматора. ВторОй блок порогового блока соединен.с выходом блока и идентификации.

Структурная схема устройства представлена на чертеже °

732820 а(к

Z2 r Е."K к дК -"дК, :()„„„" „д„ак„ак„зк„ ;" г„, t5 а + = ФИ х Ъ () ." к (t),v,Ю (5) л

В д: Я д*

dxlA „ м(1 м Кло " о т ()) к д "м

4 ч ак эк ак л, пропорцио

Иальный величине где K„. — Изменение внутренних

j параметров модели 2 поступает на вход сумматор .(,Р) х ра 14, в котором произв -д —, - (дю, gj водится сложение сигналов К< и Z(, С выхода сумматора 14 сигнал, прогде at — интервал упреждения (пред- порциональный величине 1 =Ъ у,4 сказания), поступает на вход блока 7, произвопоступает на второй вход сумматора 5, $5 дящем сравнение сигналов Y и У„„ устройство содержит модель 1 контролируемой системы управления (объекта) 2, первый 3 и второй 4 блоки упреждения. Первый 5 и второй б сумматоры, блок сравнения 7, ограничитель 8. Интегратор 9, пороговый блок

10, первую 11 и вторую 12 модели чувствительности, третий 13 и четвертый 14 сумматоры и блок идентификации 15. устоойство работаЕт следующим образом..

Паоаллельно системе 2 устанавливается модель 1, математическое описание которой соответствует математическому описанию системы управления.

Допустим, что физические процессы в системе 2 описываются в общем виде нелинейным дифференциальным уравнением где — время;

Х вЂ” выходная координа та системы; нелинейная функция; — входной сигнал; . f — возмущения;

К„(1),,К (+)- внутренние параметры системы управления, являющиеся функциями времени.

Физические процессы в эталонной модели системы управления описываются в общем виде системой дифференциальных уравнений где К „,..., К,„— расчетные значения д" О параметров.

Входной сигнал V является общим для системы и модели, Этот сигнал берется непосоедственно иэ контура системы управления, составной частью .которой является диагностируемый объект.

Выходной сигнал Х .системы 1 поступает на вход блока 3, на первые входы сумматора 5 и блока 15 и на вход модели 11.

В блоке 3 производится формирование производных по времени от выходного сигнала системы управления.

С цыхода блока 3 сигна

В сумматоре 5 производится сложе-, ние сигналов Х и Е . С выхода этого .( сумматора сигнал, пропорциональный величине W„=X + Е, поступает на вход сумматора 13, У

В модели 11 производится формирование производных от выходного сигнала системы управления по внутренним параметрам этой системы, т.е. формирование функций чувствительности, С выхода модели 11 сигнал, пропорциональный величине где ak . — отклонение внутреннего

l) параметра системы k от расчетного значеййя, 20 поступает на вход сумматора 13.

В этом сумматоре производится сложение сигналов Е и N . С выхода сумматора 13 сигнал, пропорциональный величине У=Е + Й, поступает на вход блока 7.

Выходной сигнал модели поступает на входы блока 4, сумматора б, блока

15 и модели 12.

В бЛОКЕ 4 ПРОИЭВОдИтСя фОрМирОВаО ние производных по времени от выходного сигнала модели, С выхода блока

4 сигнал,.пропорциональный величине поступает на вход сумматора б, в ко4Q тором производится сложение сигналов

Х„и Е, а с выхода сумматора б сигнал, пропорциональный величине

И =х „„+ 2, поступает на вход сумматора 14.

45 В мОДели 12р производится форми рование производных от выходного сигнала модели 2 по внутренним параметрам модели.

С выхода модели 12 сигнал, про50 порциональный величине

732820

2О

2$

ЗО

4Î к)

Д Х 5 % ., Щ

1 =Х+ ) —, S=1 4=1 .) „„1 Р

1 Z 1) д (" 1 х а(их, э т 1 ч -х r. —, —, 1 — °

51 SI (345 Я! д " х

Полученный сигнал рассогласования к ум где Y — сигнал обратной связи с выходов блока 7, подается на вход ограничителя 8 и на вход блока 10, на дополнительный вход которого подается также сигнал с выхода блока 15, На входы блока 15 поступают выходные сигналы с системы (Х) и с модели (Х, ).

В блоке 15 на основе заданного (определенного) критерия близости системы и модели проводится определение оценок параметров системы

К„(г),..., К„„(г) для момента временй

С выхода блока 15 сигналы, пропорциональные оценкам параметров К1(Ц, К (Z), подаются на вход блока

10, в котором производится сравнение сигнала д с его предельным пороговым (предельно допустимым) значением а также сравнение сигналов, пропорциональных оценкам параметров

К.((с ), ..., К,(Г), с сигналами, пропорциональными заданным значениям параметров К,((т ),..., К„„(W) системы, где — заданный момент времени на интервале наблюдения и контроля.

Введение в предложенное устройство двух сумматоров, двух моделей чувствительности и блока идентификации позволяет:

Повысить точность работы устройства и достоверность контроля системы управления, так как в устройстве производится не только сравнение выходных сигналов систеьы управления (Х) и модели (Х) и сравнение пооизвод- . ных по времени от сигналов Х и Х по времени, но и сравнение сигналов, производных от сигналов Х и Х„„по

-параметрам К, .. ° .. ° ., К, т.е. производится сравнение Y и YN,,(ãäå Y u

У, определяются выражениями (1) и (2) ) .

Обеспечить достоверное прогнозирование технического состояния системы управления, т.е, определить техническое состояние системы не только в текуший момент времени, но и в будуший момент времени t=t + t (где t — интервал упреждения).

Обеспечить диагностирование технического состояния системы управления, установление причины появления постепенных отказов и автоматический поиск неисправностей в системе управления, так как в устройстве производится определение оценок текуших значений с заданными значениями параметров системы для любого момента времени на интервале наблюдения и контроля, Формула и э обретен и я

Устройство для функционального контроля систем управления, содержашее последовательно соединенные блок сравнения, ограничитель и интегратор, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, последовательно соединенные первый блок управления и первый сумматор, другой вход которого подключен ко входу устройства, последовательно соединенные модель системы управления, второй. блок упреждения и второй сумматор, другой вход которого подключен к выходу модели системы управления, и пороговой блок, первый вход которого соединен со вторым выходом блока сравнения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, устройство содержит две модели чувствительности, блок идентификации, третий и четвертый сумматоры, причем вход устройства соединен со эходами блока идентификации и первой моделью чувствительности, выход которого подключен к одному иэ входов третьего сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого сумматора,. а выход — со вторым входом блока сравнения, третий вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, соединенного с одним из входов с выходом второй модели чувствительности, другим входом — с выходом второго сумматора, а второй вход порогового блока соединен с выходом блока идентификации.

Источники ин Формации,. принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР у 439790, кл. 6 05 В 23/02, 1971.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2176727/24, кл . G 05 В 23/02, 1975 (протЬтип) .

Составитель В.Дианов

Редактор JI.Óòåõèíä Техред O.Aíäðåéêî Корректор N.Øàðîøè

Заказ 1735/37 Тираж 9 56 Подпи сное цНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий ж113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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