Экстремальный регулятор для объектов с транспортным запаздыванием

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик р>941929 (61) Дополнительное к авт, свид-ву—

- (22) Заявлено 14.11.80 (21) 3004603/18-24

Р1 М g> з

G 05 В 13/00 с присоединением заявки ¹ 3007235/18-24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (33) УДК 62. 50 (088. 8) Опубликовано 070782. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 070782 (72) Авторы изобретения

В.И. Кубанцев и М.Ю. Спиридонов

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (71) Заявитель (54) ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ОБЪЕКТОВ

С ТРАНСПОРТНЫМ ЭАПАЭДЫВАНИЕМ

Иэобретение относится к области автоматического регулирования инерционных объектов, обладающих значительным транспортным запаздыванием.

Известен ряд быстродействующих экстремальных регуляторов, предназначенных для оптимизации работы инерционных объектов на основе анализа информации с производных от выходной координаты объекта jl).

Однако известное устройство обеспечивает требуемое количество процесса регулирования, если транспортное запаздывание у объекта много меньше по" ловины периода автоколебаний, которые могли бы установиться при прочных равных условиях у инерционного объекта без транспортного запаздывания. При времени транспортного запаздывания больше указанной величины известное устройство не обеспечивает устойчивости поиска экстремума.

Наиболее близким к предлагаемому является быстродействующий экстремальный регулятор для объектов, обладающих транспортным запаздыванием, соизмеримым с постоянной времени объекта или даже значительно большем ее.

Известный регулятор содержит первый коммутатор, первый преобразователь напряжение — временной интервал, источник регулируемого опорного сигнала, последовательно соединенные триггер, второй коммутатор и .исполнительный механизм, последовательно соеди" ненные датчик регулируемого сигнала, первый н второй дифференциаторы и сумматор, ко второму входу которого подсоединен выход первого дифференциатора, к третьему — выход источника опорного сигнала, а исполнительный механизм через объект управления соединен с датчиком регулируемОго сигнала.

Регулятор осуществляет формирование напряжения, пропорционального сумме некоторого,бйорного сигнала, первый и второй производных с. последующим преобразованием этого напряжения во временной интервал, в течение которого скорость исполнительного механизма отлична от нуля. Кроме того, в известном экстремальном регуляторе путем подачи некоторого опорного регулирующего сигнала на вход преобразователя напряжения формируется временной интервал, в течение которого скорость исполнительного механизма равна нулю, причем длительность этого временного интервала необходимо

941929 формировать близкой к величине транспортного запаздывания объекта (2).

Недостатком известного экстремального регулятора является зависимость качества его работы от величины транспортного запаздывания в канале передачи управляющего воздействия, При большом времени транспортного напав" дывания величины регулируемого опорного сигнала недостаточно для формирования временного интервала близкого О к величине транспортного запаздывания при заданных параметрах преобразователя напряжения — временной интервал. Изменение параметров преобраэо» вателя напряжение — временной интервал с целью увеличения времени неподвижного состояния исполнительного механизма влечет за собой увеличение периода рыскания, что эквивалентно ухудшению качества работы экстремального регуляТора. Кроме того, на- 20 личие трех коммутаторов существенно усложняет регулятор, а, следовательно, снижает его надежность.

Цель изобретения — повышение точности и надежности экстремального ре- 25 гулятора инерционных объектов, обладающих большим транспортным запаздыванием.

Поставленная цель достигается тем, экстремальный регулятор содерпоследовательно соединенные пер.коммутатор, второй и третий триг"

ы, элемент И и четвертый триггер едовательно соединенные второй образователь напряжение †.времен- 35 интервал и пятый триггер, выход срого соединен со вторым входом мента И и. со вторьм входом третьтриггера, вход второго преобра-. ателя напряжение — временной ин-. нал соединен с выходом источника улируемого опорного сигнала, вход ного преобразователя напряжение. — . менной интервал соединен с выхо-. сумматора, а выход — с первым.. что О жит ный гер посл пре ной кот эле его. зон 40 тер рег пер нре

ДОМ входом первого коммутатора, первый ныход четвертого триггера соединен со входом первого триггера.и вторьм входом второго коммутатора, а второй выход четвертого триггера соединен со вторым входом перного коммутатора.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства..

К выходу объекта 1 упранления подключен датчик 2 регулируемого сиг- 55 нала, выход которого подсоединен к первому дифференциатору 3, выходной сигнал которого одновременно подает- . ся на второй дифференциатор 4:и на .. первый вход сумматора 5. На третий g) вход сумматора 5 поступает сигнал источника б опорного напряжения. С выхода сумматора 5 сигнал подается на вход первого преобразователя 7 напряжение — временной интервал, с выхода которого через первый комму= татор 8, второй триггер 9 и третий триггер 10 сигнал подается иа первый вход элемента И 11. С выхода источника 12 регулируемого опорного сигнала, сигнал .через последовательно соединенные второй преобразователь 13 напряжение — временной интервал, пятый триггер 14 поступает на второй вход элемента И ll выход которого соединен со входом четвертого триггера 15,. первый выход которого подключен ко входу первого триггера 16 и ко второму входу коммутатора 17, а второй выход ко второму входу коммутатора 8.

Первый вход коммутатора 17 подсоединен к .выходу триггера 16. Выход коммутатора.17 подключен к исполнительному .механизму 18, воздействующему на объект 1 управления. Для установки третьего триггера 10 в единичное состояние выход пятого триггера 14 подключен ко второму входу третьего триггера 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал О пропорциональный первой производной выходной координаты объекта 1 управления, с выхода дифференциатора 3 одновременно подается на второй дифференциатор 4 и первый вход сумматора 5. Кроме того, на вход сумматора 5 поступают сигналы U c выхода второго дифференциатора 4 и сигнал Прот источника 6 опорного сигнала..

Выходной сигнал сумматора 5 подается на вход первого преобразователя 7 напряжение — временной интервал, при появлении сигнала 1 на втором ныходе четвертого триггера 15 коммутатор 8 подключает выход первого преобразователя 7 напряжение — временной интервал ко входу второго триггера 9, выход которого поступает на первый вход третьего триггера 10, с выхода которого сигнал, подается на первый вход элемента И 11. Выходной сигнал источника 12 подается на вход второго преобразователя. 13 напряжение— временной интервал, где преобразуется в последовательность импульсов, которые поступают через пятый триггер 14 на второй вход элемента И и второй вход третьего триггера 10. В момент появления единицы на обоих входах элемента И 11 происходит переключение четвертого триггера 15 °

Сигнал со второго выхода четвертого триггера 1 5 управляет работой коммутатора 8. Сигнал с первого выхода четвертого триггера 15 переключает триггер 16 и через коммутатор 17 переключает его выход на вход исполнительного механизма 18. Коммутатор

17 отключает выход триггера 16 от исполнительного механизма 18, обес.печивая цепь питания последнего.

941929

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4836/35 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в момент появления сигнала на первом выходе четвертого триггера 15.

Таким образом, меняя параметры второго преобразователя напряжение— временной интервал и величину выходного сигнала источника регулируемого опорного сигнала, имеется возможность изменять время задержки в регуляторе в любых пределах, не изменяя параметров первого преобразователя.напряже-. ние — временной интервал, а, следова-30 тельно, предлагаемый регулятор позво-. ляет ойтимизировать работу экстремальках объектов с любым временем. транспортного запаздывания. !

5.Экстремальный регулятор для объектов с транспортным запаздыванием, содержахций первый коммутатор, первый преобразователь напряжение — времен-. ной интервал, источник регулируемо-. го опорного сигнала, последовательно соединенные первый триггер, второй коммутатор и исполнительный механизм, последовательно соединенные датчик регулируемого сигнала, первый и второй дифференциаторы и сумматор, к . второму входу которого подсоединен выход первого дифференциатора, к третьему — выход источника опорного сигнала, а исполнительный механизм. через объект управления соединен с датчиком регулируемого сигнала, о т лй чаю щи и с я.тем, что, с, целью увеличения.. точйЬсти и надежности регулятора, он содержит последовательно соединенные первый комму-. татор, второй и третий триггеры, элемент Й и четвертый триггер, последо-. вательно соединенные второй преоб-.. разователь напряжение — временной. интервал и пятый триггер, выход .которого соединен с вторым входом элемента И и с вторым входом третьего триггера, вход второго преобразователя напряжение — временной. интервал соединен с выходом источника регулируемого опорного сигнала, вход пер-. вого преобразователя напряжение— временной интервал соединен с выхо- . дом сумматора, а выход — с первьм

I входом первого коммутатора, первый выход четвертого триггера соединен. с входом первого триггера и вторым.sxoдом второго коммутатора, а второй выход четвертого триггера соединен с вторым входом первого.. коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 525927, кл. 6 05 В 13/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

;М 640255 кл. С 05 В 13/ОО, 1977 (прототип).