Система экстремального регулирования

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i >i 974338 (61) Дополнительное к авт. свил-sy (22) Заявлено 24.09.80 (21) 3003414/18-24 с присоелиненнем заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15.11.82 (5!)M. Кл.

605 В 13 OO

3Ьоударствснный комитет по делаи изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) 10. Н. Алпатов, Е. М. Бондарь, Г. Г. Гишихтер и Г. Б. Городепкий

Tg".1 Ó;;;::.. :; .. - "" L ;- 1

V (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) CHCTEMA ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к самонастраиваюшимся системам автоматического регулирования и может быть использовано для оптимизации работы различных технологических систем, имеюших экстремальные статические характеристики показателя качества.

Известен экстремальный регулятор, содержаший датчик экстремума, вход которого соединен с выходом объекта регулирования, а выход - со входом блока памяти, выход которого соединен со входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика экстремума, а выход - со входом исполнительноI5 го элемента, выход которого соединен со входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора пробных шагов, а выход соединен со входом

20 объекта регулирования, программное устройство, соединенное выходом со входом генератора пробных шагов и со вторььж входами исполнительного элемента и блока памяти, Для формирования регулируюшего воздействия в устройстве используется величина производной показателя качества по регулируюшему воздейств.-. июю 1.1» .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сушности и достигаемому результату является система экстремаль-, ного регулирования, содержашая последовательно соединенные командный генератор и делитель частоты, последовательно соединенные исполнительный элемент, объект регулирования, аатчик экстремума и первый переключатель, послеаовательно соеаиненные первый блок памяти, первый блок сравнения, второй переключатель, второй блок памяти, второй блок сравнения, третий переключатель и блок pesepca, второй вход третьего переключателя соединен с выходом источника максимального сигнала, вход делителя частоты соединен со вторым входом первого переключателя, первый вход второго переклюп1тели соединен с третьим входом третьего переключателя (23 .

Для формирования регулирующего воздействия в области экстремума используется величина производной показателя качества по регулирующему воздействию, а в дальней области включается максимальное регулирующее воздействие. Не достатками этих систем регулирования ке помех.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости работы системы, Поставленная цель достигается тем, что в систему,содержащую последовательно соединенные командный генератор и делиф тель. частоты, последовательно соединен.ные исполнительный элемент, объект регулирования, датчик экстремума и первый перекл1очатель, последовательно соединен- 20 ные первый блок памяти, первый блок сравнения, второй переключатель, второй блок памяти, второй блок сравнения, третий переключатель и блок реверса, второй вход третьего переключателя соединен с 33 выходом источника максимального сигнала, вход делителя частоты соединен со о вторым входом первого переключателя, первый вход второго переключателя соединен с третьим входом третьего переключателя, введены блок задержки, четвертый переключатель и последовательносоединенные третий блок памяти, сумматор и пятый переключатель, выход кото рого соединен со входом первого блока памяти, а второй вход - с выходом дели3$ теля частоты, через блок задержки со вторым входом второго переключателя, а через четвертый переключатель - co входом исполнительного элемента, второй

40 выход первого блоха сравнения через блгк реверса соединен со вторым входом четвертого переключателя, выход первого переключателя соединен со входом третьего блока памяти.

На чертеже приведена функциональная схема системы экстремального регулирования.

Система экстремального регулирования содержит дат ик экстремума 1, вход которого соединен с выходом объекта регулирования 2, а выход — с информационным входом первого переключателя 3, управляющий вход которого соединен с выходом командного генератора 4, а выход соединен со входом третьего блока памяти 5, т выходов которого соедине ны с соответствующими входамн сумматора 6, выход которого соединен с инСистема экстремального регулирования работает следующим образом.

Управляющие импульсы командного генератора 4 поступают на вход первого переключателя 3. При этом информация с датчика экстремума 1 поступает в третий блок памяти 5, состоящий из m запоминающих блоков, соединенных таким образом, что при вводе нового значения показателя качества происходит одновременная передача информации между заломинаюшими блоками из первого во второй, из второго в третий и так далее, информация гп -ro запоминающего блока теряется, а в первый блок заносится новое значение показателя качества. Параллельный сумматор 6 суммирует m значений пока зателя качества и вьшеляет сумму на информационный вход пятого переключателя 7. Управление вторым 10, четвертым

16 и пятым 7 переключателями происхо-, дит по сигналу, поступающему с делителя частоты 18, который вьщает каждый

3 974338. 4 формационным входом переключателя 7 э. выход которого соединен со входом первого бло памяти 8 д выхода кор го соединены с соответствующими входа ми первого блока сравнения 9. Первый выход первого блока сравнения 9 соединен с информационным входом второго переключателя 10, выход которого соединен со входом второго блока памяти 11, является неустойчивая работа в обстанов- 16 двумя выходами соединенного с соответ ствуюшими входами второго блока сравнения 12, выход которого соединен с управляющим входом третьего переключателя 13. С первым информационным входом третьего переключателя 13 соединен первый выход первого блока сравнения 9, а со вторым информационным входом — выход источника максимального сигнала 14, выход третьего переключателя соединен с информационным входом блока реверса 15, управляющий вход которого соединен со вторым выходом первого блока сравнения 9, а выход — с информационным входом четвертого переключателя 16, выход которого соединен со входом исполнительного элемента 17, чей выход соединен со входом объекта регулирования 2„Выход командного генератора 4 соединен со входом делителя частоты на m 18, чей выход соединен с. управляющими входами четвертого 16 и пятого 7 переключателей и со входом блока задержки 19, выход которого соединен с унравляюшим входом второго переключателя 10. где Е - усредненное значение помехи 71 с

)=1

Ее математическое ожидание равно нулю, а дисперсия в rn раз меньше ("2

1 что и обеспечивает более устойчивую работу регулятора, а в целом и системы.

Таким образом, предлагаемая система экстремального регулирования позволяет

1 повысить устойчивость экстремального регулирования, что приводит к уменьшению динамической ошибки и повышению надежности работы системы. Система экстремального регулирования, содержащая последовательно соединенные командный генератор и делитель частоты, последовательно соединенные исполнительный элемент, объект регулирования, датчик экстремума и первый переключатель, последовательно соединенные первый блок памяти, первый блок сравнения, второй .переключатель, второй блок памяти, второй блок сравнения, третий переключатель и блок реверса, второй вход третьего переключателя соединен с выходом источника максимального сиг» нала, вход делителя частоты соединен со вторым входом первого переключателя, первый вход второго переключателя соединен с третьим входом третьего переключателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы, она содержит блок задержки, четвертый переключатель и последовательно соединенные третий блок памяти, сумматор и пятый переключатель, выход которого соединен со входом первого блока памяти, а второй вход - с выходом делителя частоты, через блок задержки - со вторым входом второго

5 97433 ч -й импульс, причем второй и пятый переключатели подключаются по каждому нечетному импульсу, а четвертый — по четному импульсу. Таким образом, по

-му импульсу командного гене ратора $

4 блок памяти 5 заполнен m значениями показателя качества, введенных с датчика экстремума 1, по которым выполнена сумма, которая является усредненным показателем качества. Усредненный показатель качества через четвертый переключатель 16, который в этот момент открывается по первому импульсу с делителя частоты 18, вводится в первый блок памяти 8, состоящий из двух запоминающих регистров, причем содержимое первого регистра передается во второй, а новое значение усредненного параметра заносится в первый запоминающий регистр.

Два усредненных значения показателя качества сравниваются в первом блоке 9, сравнения, выходное значение которого представляет собой разность двух соседних значений показателя качества за период.

Таким образом, это значение, пропорцио- 2$ нальное первой производной показателя качества объекта, абсолютная величина которой используется для формирования управляющего воздействия (первый -выход блока сравнения 9), а знак для управле- щ ния реверсом (второй выход блока сравнения 9). Импульс с делителя частоты 18 задерживается в блоке задержки 19 на время выполнения операций сравнения в первом блоке сравнения 9, а затем оч крывает второй переключатель 10 и значение производной записывается во второй блок памяти 11, аналогичный первому блоку памяти 8. Во втором блоке сравнения 12 два соседних значения первой производной сравниваются, т.е. формируется величина, пропорциональная второй производной, знак которой положителен, в дальней области и отрицателен в области экстремума. 4S

По знаку со второго блока сравнения

12 управляется третий переключатель

13, который в дальних Областях подключает источник максимального сигнала

14, а в области экстремума подключает градиентное управление. Сигнал управления через переключатель 16, открывающийся нечетным импульсом с делителя частоты 18, поступает на исполнительный . элемент 17 и в течение m импульсов

S$ управляет объектом. По четному импульсу с делителя частоты 18 управление прекращается и вновь происходит усреднение показателя качества в новой точке. УсS 6 тойчивость работы системы повышается за счет усреднения сигнала показателя качества с датчика экстремума I s третьем блоке памяти 5. Если Š— аддитивная помеха с математическим ожиданием, равным нулю, и дисперсией G 2 то величина показателя качества усредненного за rn замеров равно

Формула изобретения

7 9743 переключателя, а через четвертый пере ключатель - со входом исполнительного элемента, второй выход первого блока сравнения через блок реверса соединен со вторым входом четвертого переклю- Ф чателя, выход первого переключателя соединен со входом третьего блока памяти

38 8

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1, Растригин А. А. Системы экстремального управления. М., "Нау ка, 1974, с. 177.

2. Авторское свидетельство СССР

М 686013, кл. G 05 В 13/02, 1976 (прототип).

Составитель Е. Бондарь

Редактор Н. Горват Техред М. Надь Корректор Н. Буряк филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 8699/65 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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