Устройство для контроля системы управления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 1003029 (61) Дополнительное к авт. свид-ву N 855612 (22) Заявлено 27.07.81 (21) 3325358/18-24 с присоединением заявки № (28) Приоритет (51)M. Кд.

G 05 В 23/02

Гесударстеоииый комитет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07.03.83

Ilo делам кэобро1еиий и открытий (53) УДК 621.396 (088.8) Б. П. Анисимов, В. Д. Гришин, В. А. Савичев и Л. М. Мушниченко

/ э П1 ь) . ""- 3(3 а,; "/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

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

По основному авт. св. N 855612, известно устройство, содержащее эталонную модель, вход которой соединен с первым входом контролируемой системы управления и с 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 с третьим входом блока сравнения, логический пороговый блок, блок регистрации, два сумматора, накопитель, элемент задержки, два усилителя, два задатчика коэффициента усиления, генератор импульсов, иивертор 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 к второму входу контролируемой системы управления, а выход — через первый задатчик коэффициента усиления — к первому входу

5 первого усилителя, выход которого связан с первыми входами второго сумматора и логического порогового блока, соединенного выходами с входами блока регистрации, Второй вход второго сумматора соединен с вы- . ходом второго усилителя, первый вход которого связан с выходом первого сумматора, выход второго сумматора подключен к второму входу логического порогового блока и первому входу накопителя, второй вход

15 которого подключен к выходу импульсного преобразователя через последовательно соединенные второй задатчик коэффициента усиления и элемент задержки, а выход накопителя соединен через инвертор с вторым входом первого сумматора и вторым входом первого усилителя, а второй выход второго задатчика коэффициента усиления соединен с вторым входом второго усилителя (1).

029 4 во, включающее блоки 6 — 16, реализует полую. чеиие значений текущей Ь(К+1/K+<) и л предсказанной Ь (К+ ((K ) оценок, на основе которых с помощью блоков 17, 19 и 20 осуществляется управление состоянием системы 1, а блок 18 регистрирует результаты контроля и управления.

В связи с этим следует рассмотреть два режима работы устройства.

1, Режим определения текущей оценки л

Ь(к+4 К+ ) и управления текущим состоянием. Работа начинается с нулевого значения л оценки Ь),(0/о) = О (в накопителе 10 нулевое значение оценки). В момент К=О по приходу на вход преобразователя 6 случайного значения сигнала Ь 1 (t) в данном случае, при К О Ь (К) длительностью, обеспечивающей нормальное срабатывание элементов схемы устройства, и амплитудой, соответствующей значению Ь A. (t) в момент К=О, Сигнал А (К ) с одного из выходов преобразователя 6 поступает на входы задатчика 13 и генератора 15, а с другого выхода — на первый вход сумматора 7.

Задатчик 13 обеспечивает установку коэффициентов усиления усилителя 8 Kg(k+4) при

К= О К (), усилителя 2 ф,1 (К, Км-1) при

К=оф (Q,-1)О и управление сбросом накопителя 10 "старой оценки" через элемент задержки 14, имеющий задержку на один шаг (такт счета). Задатчик 16 с помощью генератора 15 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 12 9,1 (+.1 к) при К=О ФЛ(1,0) В этот момент временй, при К=О на втором входе сумматора 7 дх (О/0) =0.

С выхода сумматора 7 сигнал д1(1) усиленный усилителем 8 в k+(<) раз, пройдя через сумматор 9, поступает в накопитель 10 и блок 17, т.е. полученное значение оценки .Ь1„(1/p) передается в блок 17 и задерживается в накопителе 10, обеспечивающем выдачу Ь(К/g} на вход усилителя 13 и через инвертор 11 на вход сумматора 7. ВычисленЛ ное значение оценки 1 Л(111) сравнивается блоком 17 с соответствующим значением величина отклонениЯ ЬЧп0р(0) пег- 11ар редается в блок 18 и задерживается на элементе 19 на один шаг до момента поступления следующей величины отклонения. В момент К"-Q9 )"-P управление системой 1 не осуществляется.

В момент К=1 поступившее с выхода преобразователя 6 на первый вход сумматора 7 значение сигнала ДЛ(К+1) при К=1ЬЛ (2) суммируется с Я) (ч /1) имеющимся на втором входе последнего. Полученная с выхода сумматора 7 невязка

I д,(к)4Л(к+ -Фл(к+1, )ал(к!к) 3 1003

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет оперативно управлять состоянием контролируемой системы управления, повышая ее надежность, что снижает эффективность и область его применения.

Целью изобретения является расширение области применения устройства путем повышения надежности контролируемых систем.

Цель достигается тем, что в устройство для контроЛя системы управления введены 10 второй элемент задержки, вход которого подключен к одному выходу логического порогового блока, и третий усилитель, первый вход которого связан с выходом второго эадатчика коэффициента усиления, вто- I5 рой вход — с выходом второго элемента задержки, а выход — с вторым входом контролируемой системы управления.

На чертеже показана функциональная схема устройства. 20

Устройство содержит контролируемую систему 1 управления, эталонную модель 2, блок 3 сравнения, ограничитель 4, интегратор 5, импульсный преобразователь 6, IIepвый сумматор 7, второй усилитель 8, второй сумматор 9, накопитель 10, инвертор 11, первый усилитель 12, второй 13 задатчик коэффициента усиления, первый 14 элемент задержки, генератор последовательности импульсов 15, первый задатчик 16 коэффициен- ЗО та усиления 16, логический пороговый блок

17, блок 18 регистрации результатов контроля, второй элемент 19 задержки, третий усилитель 20 коэффициента усиления.

Устройство работает следующим образом.

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

Входной сигнал U является общим для системы 1 и модели 2. Этот сигнал берется непосредственно иэ контура системы управления, составной частью которой является контролируемый объект. Выходные сигналы

Х системы 1 и Хп модели 2 сравниваются в

45 в блоке 3. Полученный сигнал рассогласования (Х вЂ” Хп) подается через ограничитель 4 на интегратор 5. Проинтегрированный выход ной сигнал Хк подают как сигнал отрицательный обратной связи в блок 3, образуя, тем самым, замкнутый контур компенсации рассогласования выходных сигналов объекта и модели (Х вЂ” Хп1) вызываемого несовпадением параметров модели 2 и системы 1. Преобразованный таким образом сигнал рассогласоЬ = Х вЂ” Х п-Хк> являющиися относи55 тельным значением случайного вектора состояния ДИ), служит входным сигналом преобразователя б. По этому сигналу устройств данном случае, при

"ь л(/1)=ьл()-Ф (2<)3i(/s) 1003029 d тем самым выдачу через второй вход сумматора 9 иа вход блока 17 предсказанного значения оценки на ь шагов вперед усиленная усилителем 8 в К)„ф) раз, подается на первый вход сумматора 9, на второй вход которого поступает из накопителя

10 предыдущее значение оценки ьЛ(1 И), усиленное усилителем 12 в фЛ(КН,1) раз при К -) Ь ф1 (Q.,1 2 раз. Полученное в резуль10 тате. суммирования указанных величин на выходе сумматора 9 текущее значение оценки состояния л л Л(К1"/ /К+12= ФЛ(К+ 1,К)ЬЛ(К/К)+ К (К+

1) (л(к1 )-ф (к+1,к) ьл(к/к)1, где а (К! к)= Ф (3С,К)ь (к-„/к-12

+Ч/ (K K-1Мол„„,(к), в данном случае, при К=1 ь (/а)=4л(я,a)2i2.(1/1 )+ лИ)Г р.Р)-4,(<, )Ъл(Ц1)), З,л (< И)=Ф,(1,о )а (о/о)+

Ч>> (0>-4)ЬО1р р(0) задерживается в накопителе 10, передается в блок 17, который определяет величину отклонения ()лцзр (1) . это значение поступает в блок 18 и в элемент 19, где ука30 . занное значение задерживается, а хранившееся значение ЬОЛпг>р (02 передается на вход усилителя 20. Значение k,0 /> (0) усиленное усилителем 20, в q (К>К-1) при 1(1 ь9Л(1,0) раз, воздействует на управляемый вход систе- 3S мы 1, приводя ее состояние к норме. В дальнейшем, при К = 2,3,... описанный цикл повторяется.

2. Режим предсказания оценки на заданный л интервал времени (К+ f/ К ) и управления.

В. этом режиме в соответствии с установкой заданного интервала предсказания (" Установка

tq " ) в генераторе 15, последний с помощью задатчика 16 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 12 на величинуФ (К+С К), что позволяет усиливать л

ЬЛ(К/К) в указанное число раз, обеспечиваяЗ,л(к+e/x)-Фл(к+е,к) а2, (к/К), т.е. на заданный интервал времени. В остальном работа устройства аналогична работе в первом режиме.

Таким образом, вычисленные значения оценок сравниваются блоком 17 с соответствующими значениями 000р и по величине отклонения Юмор схема управления (блоки 19 и 20) вырабатывает соответствующий сигнал управления, приводящий состояние системы контроля к норме, а блок ре гистрации результатов контроля фиксирует изменение этого состояния.

Изобретение позволяет управлять поведением контролируемых систем, расширяя, тем самым, область применения устройства.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства можно оценить величиной предотвращенного ущерба, который мог бы иметь место вследствие невозможности управления изменением поведения объекта контроля с целью повышения его надежности.

Формула изобретения

Устройство для контроля системы управления по авт. св. К 855612, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй элемент задержки, вход которого подключен к одному выходу логического порогового блока, и третий уси; литель, первый вход которого связан с выходом второго задатчика коэффициента усиления, второй вход-с выходом второго элемента задержки, а выход — c вторым входом контролируемой системы управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР й4 855612, кл. G 05 В 23/02, 1979 (прототип).

1003029

Составитель А. Евсеев

Техред Т.Маточка

Корректор В. Ьугяга

Редактор В, Иванова

Заказ 1550/30

Подлисное

Тираж 872

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4