Устройство для контроля системы управления

 

Союз Советскнк

Соцнапистнческнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ во855612 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 131179 (2t) 2842020/18-24 с присоединением заявки Йо (51)М. Кл.

Q 05 В 23/02

Государственный комнтет

СССР яо делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 150881, Бюллетень М 30 (53) УДК 821.398 (088.8) Дата опубликования описания 1 0881 (72) Авторы (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ CHCTEMbJ

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для функционального контроля технических объектов.

Известно устройство для контроля системы управления, позволяющее осуществлять контроль по заданной программе (1) .

Недостатком данного устройства является функциональная ограниченность, обусловленная невозможностью предсказания поведения контролируемой системы на заданный интервал времени.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для функционального контроля системы управления, содержащее эталонную модель, блок сравнения, ограничитель, интегратор, логический пороговый блок (2).

Однако данное устройство позволяет определить состояние объекта контроля только в момент контроля и не предсказывает его поведение на заданный интервал времени, что понижает достоверность контроля и эффективность применения устройства.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля системы управления, содержащее эталонную модель, вход которой соединен с первым входом контролируемой системы управления и со входом устройства, а выход— с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу контролируемой системы управления, а выход — через последовательно соединенные ограничитель и интегратор соединен с третьим входом блока сравнения, логический пороговый блок и блок регистрации, введены два сумматора, накопитель, элемент задержки, два усилителя, два эадатчика

)5 коэффициентов усиления, генератор импульсов, инвертор и импульсный преобразователь, вход и первый, выход которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и к пер20 вому входу первого сумматора, а второй выход - к первому входу генератора импульсов, второй вход которого подключен ко второму входу контролируемой системы управления, а

25 выход — через первый задатчик коэффициента усиления - к первому входу первого усилителя, выход которого связан с первыми входами второго сумматора и логического порогового блока, соединенного выходами со вхо855612 дами блока регистрации, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго усилителя, первый вход которого связан с выходом первого сумматора, выход второго сумматора подключен ко второму входу логического порогового блока и первому входу накопителя, второй вход которого подключен к выходу импульсного преобразователя через последовательно соединенные второй задатчик коэффициента усиления и элемент задержки, а выход накопителя соединен через ин вертор со вторым входом первого сумматора и вторым входом первого усилителя, а второй выход второго эадатчика коэффициента усиления соединен со вторым входом второго усилителя.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит контролируемую систему 1 управления, эталонную модель 2, блок 3 сравнения, ограни— читель 4, интегратор 5, импульсный преобразователь б, первый 7 и второй

8 сумматоры, первый 9 и второй 10 усилители, накопитель 11, инвертор 12, первый 13 и второй 14 задатчики коэффициентов усиления, элементы 15 задержки, генератор 16 импульсов, логический пороговый блок 17 и блок

18 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Параллельно системе 1 устанавливается модель .2, математическое описание которой соответствует математическому описанию системы управления. Входной сигнал V является общим для системы 1 и модели 2. Этот сигнал берется непосредственно из контура системы управления, составной частью которой является контролируемый .объект. Выходные сигналы Х системы. 1 и Х модели 2 сравниваются в блоке 3. м

Полученный сигнал рассогласования (X-X ) попадает через ограничитель м

4 на интегратор 5. Проинтегрированный выходной сигнал Х< подают как сигнал отрицательной обратной связи в блок 3, образуя тем самым замкнутый контур компенсации рассогласовани я выходных сигналов объекта и модели (Х-Х„), вызываемого несовпадением параметров модели 2 и системы 1.

Преобразованный таким образом сигнал рассогласования b, =Х-Х -Х являющийся относительным эначеййем случайного вектора состояния w(t), служит ф входным сигналом преобразователя б.

По этому сигналу устройство, включающее узлы 6-16, реализует получение значений текущей Ъ (К+1/К+1) и предсказанной 3 (К+В/К) оценок.

В связи с этим рассмотрим два режима работы устройства.

1. Режим определения текущей оценки h (K+1/Ê+1) . Работа начинается с

"(к+ /к)= а (ê+ )-"(K+,к) д(к/к), в данном случае, при К

К (2/1) = n>(2) -ф (2,1) А(1/1) усиленная усилителем 10 в Kg(2) раз, подается на вход сумматора 8, на другой вход которого поступает из накопителя 11 предыдущее значение оценки Ь (1/1), усиленное усилителем 9 в Ф,(К+1,1), при К=l в Ф (2,1) раз.

Полученное в результате суммирования указанных величин на выходе сумматора 8 текущее значение оценки состояния

Д,(К+) / K <) ф,„(к <,К)Ь„(К(к)

i KZ(k+ <)jb, (Кi4) -Ф„(К+ 4,К) Ь(K/K)j

4S

55 в данном случае, при К = 1

<„(>l>) Ф„(, ) „(i ) к,(г(ьф)- () t ) передается в блок 17 и задерживается в накопителе 11. В дальнейшем, при

K=2,3,..., цикл повторяется. нулевого значения оценки д (0/0)=0 (a накопителе 11 нулевое значение оценки). В момент К=О по приходу на вход преобразователя 6 случайного значения сигнала Q (t) в данном случае при K=O b (t) длительностью, обеспечивающей нормальное срабатывание элементов схемы устройства, и амплитудой, соответствующей значению by(t)в момент К=О. Сигнал b (K+

+1) с одного из выходов преобразователя 6 поступает на входы эадатчика 14 и генератора 16, а с другого выхода — на первый вход сумматора 7.

Задатчик 14 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 10

К (К+1), при К=О, К (1) и управление сбросом накопителя 11 старой оценки через элемент 15, имеющий задержку на один шаг (такт счета) °

Задатчик 13 с помощью генератора 16

2О обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 9 Ф1 (К+1,К), при К=O, Ф (1,0) . В этот момент времени при K=0 на входе сумматора

hy(0/О) =О. С выхода сумматора 7 сиг25 нал by (1), усиленный усилителем 10 в К),(1) раз, пройдя через сумматор 8, поступает в накопитель 11 и блок 17, т.е. полученное значение оценки

3, (1/1) передается в блок 17 и задерживается в накопителе 11, обеспечивающем выдачу b> (К/К) на вход усил лителя 9 и через йнвертор 12 на вход сумматора 7.

В момент K=1 поступившее с выхода преобразователя 6 на вход сумматора

7 значение сигнала b, (К+1), при К=l, Ь (2) суммируется с 3 (1/1), имеющимся на другом входе последнего.

Полученная с выхода сумматора 7 невязка 855612

2. Режим предсказания оценки на заданный интервал времени

Ъ(к+3/к)

В этом режиме в соответствии с установкой заданного интервала предсказания (Установка t><< )в генераторе 16, последний с помощью задатчика 13 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 9 на величину ><(K+9,,K), что позволяет усиливать É),(К/К) в укаэанное число

;раз, обеспечивая тем самым выдачу через сумматор 8 на вход блока 17 предсказанного значения оценки на 2 шагов вперед

gy+g/g y (q+g y.)д,„(к/к), т.е. на заданный интервал времени.

В остальном работа устройства анало,гична работе в первом режиме.

Вычисленные значения оценок сравниваются блоком 17 с соответствующими значениями V и По величине отклонения L V„ö блок 18 регистрирьет один из сигналов: Годви до Зо т.е. на заданный интервал времени объект контроля Годен, или Не годен .

Предлагаемое изобретение позволяет оценивать поведение контролируемых систем на заданный интервал времени, расширяя, тем самим, область применения устройства. Экономический эффект от внедрения данного устройства оценивается величиной предотвращенного ущерба вследствие ошиб..ки в оценке состояния системы управления при отсутствии информации о ее поведении на заданном интервале времени.

Формула изобретения

Устройство для контроля системы управления, содержащее эталонную модель, вход которой соединен с первым входом контролируемой системы управления и со входом устройства, а выход — с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу контролируемой си5

t5

ЗО

45 стеьы управления, а выход — через последовательно соединенные ограничитель и интегратор соединен с треть. им входом. блока сраэнения, логический пороговый блок и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены два сумматора, накопитель, элемент задержки, два усилителя, два задатчика коэффициентов усиления, генератор импульсов, инвертор и импульсный преобразователь, вход и первый выход которого подключены соответственно, к выходу .блока сравнения и к первому входу первого сумматора, а второй выход — к первому входу генератора импульсов, второй вход которого подключен ко второму входу контролируемой системы управления, а выход — через первый задатчик коэффициента усиления — к первому входу первого усилителя, выход которого связан с первыми входами второго сумматора и логического порогового блока, соединенного выхо.-<ами со входами блока регистрации, второй. вход второго сумматора соединен с выходом второго усилителя, первый вход которого связан с выходом

<первого сумматора, выход второго сумматора подключен ко второму входу логического порогового блока и первому входу накопителя, второй вход которого подключен к выходу импульсного преобразователя через последовательно соединенные второй задатчик коэффициента усиления и элемент заержки, а выход накопителя соединен ерез инвертор со вторым входом первого сумматора и вторым входом первого усилителя, а второй выход второго задатчика коэффициента усиления соединен со вторым входом второго усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 413462, кл. G 05 В 23/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 439790, кл. G 05 В 23/02 1974 (прототип).

В55612

Уст. 8 ясл7

Составитель В. Дианов

Техред М. Табакович Корректор Г. Назарова

Редактор Н ° Минко

Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6906/67

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