Пневматический экстремальныйрегулятор

 

Союз Советских

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»> SIII99

Социалистических

Республик

Ф=

Ъ„

Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 660019 (22) Заявлено 07.07.78 (21) 264239И8-24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дат" опубликования описания 06.05.81 (51) М.Кл С 05 В 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) 1

С. К. Коровин и Т. P. Ригишвили

Всесоюзный научно-исследовательский проектно конструкторский институт автоматизации ""-- -:.- @ производственных процессов в промышленности Вф (72) Авторы .изобретения (71) 3.аяаитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИИ

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к области автоматического управления н регулирования и может быть использовано для автоматической оптимизации объектов, обладающих экстремальной характеристикой и в самонастраивающихся системах автоматики.

В основном изобретении (авт. св. № 660019), интсгратор формирования задающего воздействия состоит из элемента сравнения, первого и второго реле, клапана, переменного дросселя, инерционного звена и усилителя мощности, выход которого подключен к выходу интегратора формирования задающего воздействия, а входная камера соединена через инерционное звено с выходом второго реле, одно из сопел которого соединено с выходом первого реле, другое сопло — с проточной камерой клапана и плюсовой камерой элемента сравнения, выход которого подключен к одному из сопел первого реле, другое сопло и глухая камера которого соединены с первым и вторым входами интегратора формирования задающего воздействия, третий вход которого соединен с минусовой камерой второго реле, а первый вход интегратора формирования задающего воздействия соединен с плюсовой камерой клапана и через переменный дроссель — с его соплом (1).

Принцип работы регулятора заключается в следующем.

Оптимизируемая величина сравнивается с подобранным специальным образом задающим воздействием, полученный сигнал рассогласования используется для формирования такого управляющего сигнала, который сводит эту ошибку к нулю и обеспечивает слежение в скользящем режиме оп10 тимизируемой величины за задающим воздействием. В случае поиска максимума задающее воздействие формируется в виде монотонно возрастающей функции времени н после возникновения скользящего режима

15 оптимизируемая величина монотонно приближается к эстремуму, отслеживая это воздействие.

В описа1нном случае зороцесс поиска экстремума состоит из трех этапов. На первом этапе величина задающего воздействия «догоняет» выход объекта, на втором выходная величина объекта возрастает до макси",ума, отслеживая возрастающее с постоянной скоростью задающее воздействие, на третьем — автоколебания в окрестности

"-кстремума.

Но поскольку на втором этапе поиска экстремума скорость изменения задающего воздействия постоянная, то при изменении крутизны характеристики объекта в рас811199 сматривасмом регуляторе движение к экстремуму осуществляется с недостаточной скоростью.

Целью изобретения является повышение быстродсйствия регулятора.

Достигается это тем, что регулятор содер>кит источник постоянного сигнала и последовательно соединенные инерционное звено, сумматор и усилитель, выход которого соединен с вторым входом интегратора формирования задающего воздействия, вход инерционного звена соединен с входом выходного интегратора, а выход источника постоянного сигнала соединен с вторым входом сумматора.

Схема регулятора приведена на чертеже.

Регулятор состоит из блока переключения 1, интегратора 2 формирования задаюгцего воздействия, блока 8 формирования реверсирующего сигнала, выходного интегратора 4 и блока 5 нелинейной динамической коррекции, состоящего пз инерционного звена б, сумматора 7 с задатчиком 8 для подачи единичного сигнала и блока 9 умножения на постоянный коэффициент.

Регулятор работает следующим образом. В блоках 1 и 8 величина задающего воздействия g сравнивается с оптимизируемой величиной у и величиной у+6 (6 — малая положительная величина) .

Полученный сигнал рассогласования используется для изменения величины задающего воздействия (за счет подключения управляющего сигнала V), обеспечивая «близость» величин у и g, а также для формирования в блоке 8 такого управляющего сигнала !./, который, воздействуя на вход выходного интегратора 4, сводит ошибку рассогласования к нулю и обеспечивает в дальнейшем слежение в скользящем режиме у за монотонно возрастающим (в случае поиска максимума) задающим воздействием

g, что и позволяет обеспечить монотонное приближение величины к экстремуму.

В рассмотренном регуляторе реализуется поиск с постоянной скоростью приближения к экстремуму.

Для решения поставленной цели требуется построение системы, в которой скорость приближения к экстремуму изменяется в зависимости от крутизны экстремальной характеристики. Такой подход позволяет увеличить темп поиска при большом

df значении коэф*ициента — — и замедлять

dx

df его при малом значении дх

Разумеется, в такой системе не допусdf кается непосредственное измерение

dx

df

В этой системе информация о — содерdx жится в среднем значении управления !/,р, являющегося выходом инерционного звена

6 с малой постоянной времени т. с ср Ucp U где U — выходная величина блока формирования реверсирующего сигнала. 5Келаемый характер зависимости скорости поиска

df

1о от будет иметь место, если скорость дх убывания задающего воздействия сформировать в Виде

/ 0 (1 / (/ с р /) °

Так как в скользящем режиме инерционное звено отфильтрует высокочастотную составляющую функцию управления, его выходная величина будет равна среднему значению управления U,ð, заключенному между — U<> и +Ui!. Движение в скользящем режиме будет определяться этим средним управлением и поэтому желаемый ха-! рактер зависимости скорости по!иска от

df будет иметь место, если скорость возил растания задающего воздействия сформировать в виде р = kil(1 — /U,ð/), где /г!!— постоянный коэффициент йо>0, при любом значении которого возникает скользящий рси им.

".ля ре ал.!зации указанной зависимости

13 рсгуляторс используется блок нелинейной ииамичсской коррекции 5.

Из вышеописанного видно, что при изменении крутизны экстремальной характеристики, например, при ее увеличении, увеличится частота переключения управляющсго сигнала U и соответственно уменьшится выходная величина инерционного звена б. Однако после суммирования /U Ä/ в сумматоре ? с единичным сигналом, по45 даваемым задатчиком 8, выходная величина 1 — / U,ð/ увеличится и одновременно увеличится выходной сигнал р = ko(1 — /U,„ /) блока умножения на постоянный коэффициент 9, где /гр)0. Вследствие этого, увеличится скорость задающего воздействия

g — -- р, что обеспечивает в итоге повышение быстродействия пневматического экстремального регулятора.

M Повышение быстродействия регулятора позволит уменьшить время поиска экстремума.

Технико-экономический эффект определяется уменьшением потерь при работе ре60 гулятора.

Пневматический экстремальный регулятор предполагается использовать в теме

«АСУ компаундирования бензинов» для увеличения с его помощью октанового числа бензина.

811199

Формула изобретения

Составитель А. Лащев

Техред И. Пенчко

Редактор E. Гончар

Корректор С. Файн

НПО «П

Заказ 420 358 Из . д. Ке 290 Тираж 940 Подписное

О «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патентз

Пневматический экстремальный регулятор, по авт. св. № 660019, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, он содержит источник постоянного сигнала и последовательно соединенные .инерционное звено, сумматор и усилитель, выход которого соединен с вторым входом интегратора формирования задающего воздействия, вход инерционного звена соединен с входом выходного интегратора, а выход источника постоянного сигнала соединен с вторым входом сумматора.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

10 № 660019, кл. G 05 В 13/00, 01.12.76 (прототип).