Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием
Изобретение относится к системам управления нестационарными объектами с запаздыванием и может быть использовано, например, в металлургии , теплоэнергетике и других отраслях промьшшенности. Целью изобретения является повьшение точности управления . Эта цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные второй сумматор 14, блок 15 коррекции и третий сумматор 16, второй вход которого соединен с выходом первого сравнивающего элемента 2, а выход - с вторым входом регулятора 5, первый вход второго сумматора 14 соединен с выходом первого сумматора 6, а второй вход - с выходом регулятора 5, второй вход блока .15 коррекции соединен с выходом блока 13 оптимизации и первым входом регулятора 5. Вновь введешше блок и связи обеспечивают подстройку параметров системы при изменении динамики объекта. 1 ил. Q (Л -±
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 G 05 В 13/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ р
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 40135?3/24-24 (22) 21.01.86 (46) 23.04.87. Бюл. ¹ 15 (71) Одесский политехнический институт (72) Као Тиен Гуинь (VN), Рауль Ривас Перес (CU) Нгуен Ван Дык (VN)
E.Ä.Ïè÷óãèí (SU) и Карлос Франко
Парсльяда (CU) (53) 62-50 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 648947, кл. G 05 В 13/02, .1979.
Авторское свидетельство СССР № 932460, кл. G 05 В 13/02, 1982. (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА
УПРАВ)1ЕНИЯ Д)1Я ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАННЕМ (57) Изобретение относится к системам управления нестационарными объектами с запаздыванием и может быть использовано, например, в металлургии, теплоэнергетике и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности управления. Эта цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные второй сумматор 14, блок 15 коррекции и третий сумматор
16, второй вход которого соединен с выходом первого сравнивающего элемента 2, а выход — с вторым входом ре гулятора 5, первый вход второго сумматора 14 соединен с выходом первого сумматора 6, а второй вход — с выходом регулятора 5, второй вход блока .15 коррекции соединен с выходом с
Ю блока 13 оптимизации и первым входом регулятора 5. Вновь введенные блок и связи обеспечивают подстройку параметров системы при изменении динамики объекта. 1 ил.
1305634
Изобретение относится к системам управления нестационарными объектами с запаздыванием и может быть использовано, например, в металлургии, теплоэнергетике и других отраслях 5 промьшгленности.
Цель изобретения — повн|ение точности управления.
На чертеже представлена блок-схема системы. !
О
Система содержит задающее устройство 1, первый сравнивающий элемент
2, первый элемент 3 запаздывания, первую модель 4 объекта, регулятор 5, первый сумматор 6, объект 7 управления, второй сравнивающий элемент 8, блок 9 подстройки, вторую модель 10 объекта, второй элемент 11 запаздывания, третий сравнивающий элемент 12, блок 13 оптимизации, второй сумматор
14, блок 15 коррекции и третий- сумматор 16.
Система работает следующим образом.
При изменении сигнала задания У появится сигнал рассогласования который отрабатывает регулятор 5.
При данном управлении через упреждающую вторую модель 10 объекта объект 7 находится вне замкнутого контура управления и не влияет на устойчивость замкнутой системы, При отработке Я, сигнал У с выхода второй модели 10
М2 имеет одинаковое значение с выходным сигналом управляемого объекта У через 35 время запаздывания.
Пусть операторные функции объекта
7, моделей 4 и 10 и регулятора 5 соответственно равны V, (р)е, 14„,(р), V<(р), а операторная функция блока
15 коррекции И,(р) = 1/Ъ7,.(р). Если параметры моделей 4 и !О адекватны параметрам объекта 9, т.е. W„(p) =Y p(p), то динамика системы описывается следующей системой уравнений: 45 л
C.z(p) = Г, (р) е
Z,(р) = U,(р) — U (ð) = f(p);
Z (р) = Z (р) V (р) = Е (р) -----; 50
2 1 К 1 Ц (p)
F (p) = E,(р) — Z,(ð) (p) = E,(p) W,(р) °
Ошибка Е, определяется выражением 55
У, (р) ,(p) — — —, — — (1) 1+14„(р) у (р) ) 1„(р) = !/ !,(р).
При использовании ПИ-закона регупирования оператор регулятора имеет вид:
1 .(Р) = K () " — — ) (2) Ä(t) р
rpe K<(t) — коэффициент передачи регулятора;
1>(t) — время изодрома регулятора.
Алгоритм работы блока 1 3 оптимизации параметров регулятора 5 можно использовать, например, в виде
aN =- N, „- N„
K (t) = К (t-с ) + С,QN3
Т (t) = KÄ(t) С, (3) где 11, N — - соответственно заданное и действительное число перемен знака сигнала E на интервале времени (, K)(t) Кя (t (z) коэффициент передачи регулятора соответственно в текущий момент времени и в момент времени, предшествующий на время
Т (t) — время изодрома регулятора в текущий момент времени;
С,, С вЂ” коэффициенты, выбираемые для конкретного объекта.
Алгоритм работы блока 13 оптимизации обеспечивает стабилизацию числа перемен знака сигнала Г на интервале времени ь путем уменьшения
Кр и Тц при 5У <О и увеличения К
H Тц при ЬЫ О, но при этом отношение
Если параметры моделей 4 и 10 не адекватны параметрам объекта 7 вследствие его нестационарности, то в самой системе предусматривается их перестройка. Перестройка параметров моделей 4 и 10 производится с помощью блока 9 подстройки, который согласно определенным алгоритмам по сигналам поступающим с выходов первого элемента 3 запаздывания, первой модели 4 и второго сравнивающего элемента 8 производит оценку параметров объекта
7. Блок 13 оптимизации вырабатывает управляющее воздействие на перестройку параметров регулятора 5 и блока
15 коррекции. Таким образом, перестройка параметров регулятора 5 производится параллельно перестройке параметров блока 15 коррекции ° При этом сохраняется соотношение!
305634
ВНИИПИ Заказ !426/44 Тираж 864 Подписное
Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
К и Тц остается постоянным и равным С2
Из блок-схема видно, что блок 15 коррекции формирует компенсирующий сигнал Z из сигнала Z<, равного f.
Так как регулятор 5 — линейный, то наличие сигнала Z на входе регуляг тора 5 при суммировании с сигналом не влияет на прохождение сигнала
Сигнал Z предназначен лишь для 10
1 2 компенсации действий неконтролируемого возмущения f. Так как блок 13 оптимизации, работающий по алгоритму (3), предназначен для стабилизации числа перемен знака сигнала Е на интервале i, то наличие сигнала
Z на входе сумматора 16 не влияет на алгоритм работы блока 13.
Полная компенсация действия неконтролируемого возмущения имеет мес-20 то тогда, когда оператор блока 15 коррекции имеет вид
1! (р) = - — -- °
wg (р) (4)
Иэ выражений (2) и (3) следует, что полная компенсация неконтролируемого возмущения будет иметь место при
Отсюда видно, что для компенсации возмущения параметры блока 15 коррекции должны находиться в полном соответствии с параметрами регулятора
5, т. е. должны перестраиваться по, тому же алгоритму (3), только здесь относительно блока 15 коррекции ве личины K„(t) и Тц(С) уже не являются коэффициентом передачи и временем . изодрома, а лишь величины, характе- 40 ризующие динамику блока.15 коррекции.
Следовательно, для повышения быст-. родействия системы и повышения точ45 ности (путем компенсации действия неконтролируемого возмущения с помощью новых связей, введенных в системе) необходимо осуществить перестройку параметров регулятора 5 и блока 15 коррекции параллельно по алгоритму (3).
Формула из обретения
Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием, содержащая задающее устройство, первый сравнивающий элемент, последовательно соединенные первый элемент запаздывания и первую модель объекта, последовательно соединенные регулятор и первый сумматор, подключенный выходом к входу объекта управления, выход которого соединен с входом второго сравнивающего элемента, соединенного выходом через блок подстройки с входом второй модели объекта, поспедовательно соединенные второй элемент запаздывания, третий сравнивающий элемент и блок оптимизации, выход которого соединен с:первым входом регулятора, вход второго элемента запаздывания соединен с выходом задающего устройства и с первым входом первого сравнивающего элемента, второй вход третьего сравнивающего элемента соединен с выходом объекта управления, первый вход второй модели объекта соединен с вто рым входом первой модели объекта, второй вход второй модели объекта соединен с выходом первого сумматора и входом первого элемента запаздывания, а выход — с вторым входом первого сравнивающего элемента, второй вход блока подстройки соединен с выходом первого элемента запаздывания, третий вход — с выходом первой модели объекта и вторым входом второго сравнивающего элемента, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления системы, она содержит последовательно соединенные второй сумматор, блок коррекции и третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого сравнивающего элемента, а выхоц — с вторым входом регулятора, первый вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, а второй вход — с выходом регулятора, второй вход блока коррекции соединен с выходом блока оптимизации.
