Система автоматического управления двусвязным объектом

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВУСВЯЗНЫМ ОБЪЕКТОМ , содержащая два баока вьшелёния знака рассогласования, Первые входы коУпра алеме /г перененнвд торых подключены к выходам соответствующих задатчиков, вторые - к соответствуклдим выходам объекта управления, ja выходы соединены соответственно с пер вым и вторым входами первого логического блока, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы , э нее введены второй логический бпок и два интегратора, выходы которых .подключены соответственно к первому в второму входам объекта управления, вход первого интегратора соединен с первыми выходами первого и второго логических блокЫв, вторые выходы которых соединены с входом второго интегратора, входы второго логического блока соеди;нены свыходами соответственно первого и второго блоков выделения знаков рас . согласования. О ел СО у/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯ ММ

РЕСПУБЛИК

«е «и

ГОСУДАРС ПЗЕННЫЙ КОМИТН; СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ня) 05 В 11/32

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t праХляемал лереиеимаю р/ (21) 3314480/18-24 (22) 06.07.81 (46) 07.04.83. Бкя. % 13 (72) Д. С. Бассейн и В. В. Ключников (71) Алтайский политехнический институт им. И. И. Попэунова (53) 62-50(088.8) (56) 1. Морозовский B. Г. Многосвязные системы автоматического регулирования, М., Энергия", 1970, с. 1461 54.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке. N. 2868560, кл. G 05 В 11/32у 1980 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКО

ГО УПРАВЛЕНИЯ ДВУСВЯЗНЫМ ОБЪЕК

ТОМ, содержащая два бпоиа выделения знака рассогласования, первые входы которых подключены к выходам соответствующих эадатчиков, вторые — K соответствующим выходам объекта управпения,,а выходы соединены соответственно с пер- вым н вторым входами первого логичес-. кого блока, о т л и.ч а ю я а я с я тем, что, с целью повышения точности систе-. мы, в нее взедены второй логический блок и два интегратора; выходы которых ,подключены соответственно к первому ивторому входам объекта управления, вход первого интегратора соединен с первыми выходами первого и второго логических блоков, вторые выходы которых соединены с входом второго интегратора, -входы второго логического блока соеди- Я ,иены с -выходами соответственно первого и второго бпоков выделения знаков рас,согласования.

1010596

Изобретение относится к автоматическому управлению и может найти приме нение при построении систем управления различными двусвяэными объектами с отрицательной взаимосвязью, позволяющими одному из управляющих входов изменять . управляемые переменные объекта управления одинаковым образом (обе управля- емые переменные либо увеличивать, либо уменьшать), а по второму управляющему

10 входу обт>екта изменять управляемые переменные объекта противоположным образом (одну уменьшать, а другую увеличиBBT6)

Известна система управления двусвяз- 15 ным объектом, содержащая два задатчика, два элемента сравнения,два сепаратных регулятора и корректирующие динамические элементы (Ц.

Недостатком данной системы является 20 то, что в ней в процессе регулирования не учитывается сочетание знаков воздействия управляющих входов на управляемые переменные. Кроме того, дпя построения такой системы требуется набор дина. 25 ° мических элементов с разными переда— точными функциями, что усложняет реализацию системы.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система 30 автоматического управления, включающая в себя первый и второй блоки. выделения знаков рассогласования, первые входы которых соединены соответственно, с первым и вторым задатчиками, вторые входы — с 35 первым и вторым выходами объекта управления, а выходы первого и второго блоков выделения знаков рассогласования через логический блок управления сое- . цинены соответственно с первым и вторым 40 входами объекта управления t 2J.

Недостатком этой системы управления является неопределенность ее состояния в тех слу абаях, когда величина заданного зацатчикам значения и величина соответ- 45 ствующей управляемой переменной объек-, та управления совпадают, и сигнал рассогласования между ними становится равным нулю.

В процессе управления периодически возникает такая ситуация, когда сигнал рассогласования, с одного из блоков выделения знаков рассогласования равен нулю, в то время, как сигнал рассогласова55 ния с другого блока выделения знака рассогласования отличен от нуля. Если рассматривать эту ситуацию, как случай несовпадения знаков рассогласования, то логический блок управления формирует управляющее воздействие на олин из входов объекта управления. При этом подвергается ненужному воздействию по перекрестной связи объекта управления другая управляемая переменная, по которой рассогласование равно нулю. Нарушается равенство текущего значения этой управляемой переменной ее заданному значению.

Система приходит в неопределенное состояние, вследствие чего теряется устойчивость и точность системы управления.

Кроме того, при непосредственной подаче сигнала с логического блока управ,ления на вход объекта управления происходит резкое изменение управляющего воздействия, что также снижает точность системы автоматического управления.

Uem изобретения — повышение точности системы автоматического управления путем ликвидации неопределенности состояния системы автоматического управления при равенстве нулю одного из сигналов рассогласования, стабилизации работы, повышение устойчивости системы автоматического управления.

Указанная цель достигается т м, что в систему автоматического управления двусвязным объектом, содержащую два блока выделения знака рассогласования, первые входы которых подключены к выходам соответствующих задатчиков, вторые — к соответствующим выходам объекта управления, а.выходы соединены соот-. ветственно с первым и вторым входами первого логического блока, введены второй логический блок и два интегратора, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам объекта управления, вход первого интегратора соединен е первыми выходами первого и второго логических блоков, вторые выходы которых соединены с входом второго интегратора, входы второго логического блока соединены с выходами соответственно первого и второго блоков выделения знаков рассогласования.

На чертеже схематически изображена система автоматического управления двусвязным объектом.

Система содержит первый и второй задатчики 1 и 2, блоки 3 и 4 выделения знаков рассогласования, логические блоки

5 и 6, интеграторы 7 и 8, объект 9 управления.

Система автома тического управления работает следующим образом, На первый и второй блоки 3 и 4 выделения знаков рассогласования поступа3 10105 ют сигналы управляемых переменных 3 и >g (с первого и второго выходов объекта 9 управления)и.заданные значения па- раметров „ ди пД(от первого и второго задатчиков 1 и 2). Блоки 3 и 4 вы-. деления знаков рассогласования устанавливают и кодируют знаки рассогласования между текущими значениями управляемых переменных (3 и J ) и заданными значе пнями (1 о ), вопд} параметров. fe

Сигналы о знаках рассогласования Kq и f g с блоков выделения знаков рассогласования поступают на первый и второй входы логических блоков S и 6 управления. И

Когда сигналы рассогласования „и (не равны нулю, логический блок 5 управления формирует на своем выходе сигналы О+ и О,а при равенстве нулю одного иэ сигналов рассогласования Я„или

Я второй логический блок 6 управления формирует на своем выходе сигналы Ц., Og,где первая цифра индекса обозначает

Работает первый

;.:огический блок

5 управления

Воздействия нет

Воздействия нет

То же

Воздействия нет

Воздействия нет

Работает второй логический блок

6 управления

7 0

8 0

9 0

То же

0 Воздействия нет Воздействия нет

,дсовпадают (оба положительные или оба отрицательные).

В этом случае логический блок 5 управления формирует выходной сигнал О„„ передаваемый через первый интегратор

7 (управлякадее воздействие Ц, ) нв первый вход объекта 9 управления, вызывая срабатывание регулируюшего органа в

Ситуации 1-4 определяют работу логического блока 5 управления, ситуации

5-9 — работу второго логическога блока

6 управления. для примера рассмотрим ситуации 3 и 4, когда знаки сигналов рассогласования Е< и 6.Z между текуши- мн значениями управляемых переменных

1 и заданными значениями 3 ну

96 4 номер управляемой переменной, а вторая цифра-номер логического блока управления.

Выходные сигналы либо с первого (U и U <),либо второго (U g,(g ) логических блоков управления через первый и второй интеграторы 7 и 8 поступают оответственно на первый и второй входы объекта 9 управления.

Выходной сигнал Ц+, с логического блока 5 управления.или Ц, с второго ло-гического блока 6 управления, поступаюший через первый интегратор.7 на первый вход объекта управления,- это упраи ,ляюшее воздействие U< на первом 1 . входе объекта 9 управления.

t .

Второй выходной сигнал О,, с первого логического блока 5 управления или

0< с второго логического бпока 6 управ-. ления — управляющее воздействие О на втором и входе объекта 9 управления.

Логика работы логических блоков 5 и

6 управления приведена в таблице

5 10105 объекте 9 управления, в результате чего управляемые переменные 3„и Ъ одновременно либо возрастают (при . и f О)

Я. ,.либо убывают (при 4,» и д < О) до тех ,пор, пока сигналы рассогласования f< и текущих значений этих переменнйх и их заданных значений не станут равнымн нулю, При противоположных знаках сигналов рассогласования (ситуации 1 и 2) лси.и- »О ческий блок. 5 управления формирует выходной сигнал Ц » цередаваемый через второй интегратор 8 (управпяюшее воздействие () ) на второй «« вход объекта 9 управления, который противопо- 15 ложным образом действует на управляемые переменные системы У.«и

Если одно из рассогласований обращается в ноль (ситуации. 5-9) начинает функционировать второй логический бпок 6 20 управления, работу которого проанализируем на примере ситуации 5 таблицы. В этом случае сигнал рассогласования с второго блока 4 выделения знаков рассогласования Я равен нулю, а сигнал рас- И согласования с первого блока 3 выделения знаков рассогласования f. 7 О. В этой ситуации выходной сигнал с второго логического блока 6 управления через первый интегратор 7 поступает на первый щ вход объекта 9 управления (управляющее воздействие Ц,»), что приводит к желаемому увеличению первой управляемой переменной 3< на первом выходе объекта 9 . управления.

При этом по перекрестной связи объекта 9 управления проходит управляюшее воздействие Я» и на вторую управляемую переменную 9 сигнал рассогласования по которой . равен нулю. Чтобы компенси"ровать это нежелательное управляющее воздействие О», одновременно с ним с .t второго логического блока 6 управления поступает выходной сигнал U < с противоположным знаком через второй интегратор 8 (управлякшее воздействие z ) на второй вход объект 9 управления.

Чтобы управляющие воздействия (О.» и Oz) компенсировали свое действие на

96 6 управляемую переменную, рассогласование по которой равно нулю (например для у, в ситуации 5), их величины устанавливают взаимно пропорциональными. Коэффициент взаимной пропорциональности «(п,» определяется коэффициентами передачи по прямым и перекрестным связям объекта

9 управления. Коэффициенты передачи (усиления) прямых и перекрестных связей объекта 9 управления имеют значение I(y р

К «(, и 1(.«,.где первый индекс указывает номер управляемой переменной (выход объекта управления), второй — номер управляющего воздействия (вход объекта управления).

Величины выходных сигналов логических блоков управленияО,»» U :» .()» и «)ай поступавшие на интеграторы, устанавливаются в соответствии с равенством

«(«l()»1 =«(

)(К2л к„„ (для ситуаций 7 и 8)

В предлагаемой системе автоматического управления двусвяэным объектом введение второго логического блока управления Позволяет исключить неопределенность ее состояния при равенстве нулю одного иэ сигналов рассогласования, стабилизировать ее работу, новы« сить устойчивость системы, что повышает точность управления.

Введенные в систему управления интеграторы 7 и 8 дают воэможность плавного изменения управляющих воздействий на входах объекта 9 управления, что дает дополнительное повь1шение точности управления.

Этн факторы обеспечивают устойчивое и точное автоматическое управления дву-. связным объектом с отрицательной взаимосвязью.

Составитець В. Грибова

Редактор С, Юско Техред М.Гергель Корректор. А.Ильян, Заказ 2486/36 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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