Система управления с переменной структурой

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано, например для управления литьевыми малшнами и холодильными установками. Изобретение обеспечивает идентификацию объекта управления, определение оптимальных настроек коэффициентов обратной связи и соответствующее изменение закона управления, приводящее к повышению точности. Система с переменной структурой содержит объект управления , измерительный блок 2, коммутатор коэффициентов 3, исполнительный блок 4, блок задания начальных условий, два аналоговых ключа 6, 13, широтно-импульсный модулятор 7, две модели 8, 16 объекта управления, два вычитающих устройства 9, 10, запоминаюв5ий блок 1 1, пороговый элемент 12, аналого-цифровой преобразователь 14 и блок 15 задания образцов параметров объекта управления. 1 ил. $ W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Г. 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4224595/24-24

{22) 28.01.87 (46) 30.12.88. Бап. М 48 (71) Украинский научно-исследова- тельский институт станков и инструментов (72) В.А.Нечаев и В.И.Коржов (53) 62.50 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1257624, кл. G 05 В 13/02, 1986. Авторское свидетельство СССР

Р 744453, кл. G 05 В 13/02, 1980 ° (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ (57) Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано, например для управления .литьевыми машинами и холодильными установками. Изобрете„„SU„„1448337 А1 ние обеспечивает идентификацию объекта управления, определение оптимальных настроек коэффициентов обратной связи и соответствующее изменение закона управления, приводящее к повышению точности. Система с переменной структурой содержит объект управления 1, измерительный блок 2, коммутатор коэффициентов 3, исполнительный блок 4, блок задания начальных условий, два аналоговых ключа 6, 13, широтно-импульсный модулятор 7, две модели 8, 16 объекта управления, два вычитающих устройства 9 ° 10, запоминающий блок 11, пороговый эле" мент 12, аналого-цифровой преобразователь 14 и блок 15 задания образцов параметров объекта управления .

1 ил.!

448337

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано, например, для управления питьевыми мап!Н1!ами и хо5 лодильнь1ми установками.

Цель изобретения — повышение точности системы при изменяющихся динамических и статических характеристиках объекта управления, 16

На чертеже представлена функциональная схема системы с переменной структур ой.

Система содержит объект управления 1, измерительный блок 2, коммутатор коэффициентов 3, исполнительный блок 4, блок задания начальных .условий 5, первый аналоговый ключ 6, широтно-импульсный модулятор 7, первую модель 8 объекта управления, 2п первое 9 и. второе 10 вычитающве устройство, запоминающий блок 11, пороговый элемент 12, в торой аналоговый ключ 13 аналого-цифровой преобразователь 14, блок 15 задания 25 образцовых параметров объекта и вторую модель 16 объекта управленИя.

Система с переменной структурой работает следующим образом.

Управляемая переменная объекта 3п управления 1 измеряется и сравнивается со. своим заданным значением Х > в измерительном блоке 2. Сигнал рассогласования поступает в коммутатор коэффициентов 3, который формирует закой управления вида

11

U -"- К;Х; где Х вЂ” сигнал рассогласования и

1 его производные до n =, 1 порядка;

4Î

К вЂ” параметры настроек закона

1 упр авл ения .

Значения параметров К; изменяются коммутатором коэффициентов 3 под воздействием управляющих сигналов, вырабатываемых запоминающим блоком

11.

При изменении динамических и статических параметров объекта управления 1 происходит ухудшение точности 56 системы. В изобретении повьппение точности системы достигается, прежде всего, идентификацией объекта управ-. ления в дискретные моменты времени.

В качестве идентифицируеж1х парамет-; 55 ров используются значения передаточной функции объекта у11рлвления M (Si) .

Эти значения вычисляются в точках, сОО 1ветствующнх этлл!Нп!1 M <1рням

Я, 1 = l п-l, харак !Грнстнчес1 9

КОГО $ péÂHÐíHÿ 1 ПО KQTopb!h! ГтрОится

ЭTЯЛОННЫй !TPО1!ЕСC

11

Х,, = Х А;ехр(-Я; t)

-1 для произвольных началь.ь!х условий, Х;(0) = Х;о, влияющих на значения коэффициентов А,, i 1,..., n- l .

Параметрь! К;, отвечакшие реальным коэффициентам объекта управления

1 и образцовым затуханиям S, определяются в соответствии с соотношениями

К = ----- i= 1 2 и

1 11 (S ) ° " .1 где коэффициенты пропорциональности

hij предварительно вычисляются и устанавливаются в системе.

Для определения реальных параметров 1!О(Б;) в системе с перемеиной структурой применяются первая и вторая модели объекта, причем первая модель 8 объекта уг!равления реализует эталонную реакцию объекта, зависящую от начальных условий в момечт коммутации управляющего воздействия, вторая. модель 16 объекта управления реализует эталонную реакцию объекта на ступенчатое воздействие и представляет собой его эталонную переходную функцию. Реальная переходная функция объекта управления образуется на выходе первого вычитающего устройства 9 KRK результат вычитания из общей реакции объекта, той ее части, которая соответствует ненулевим начальным условиям в момент коммутации управляющего воздействия на выходе широтно-импульсного модулятора 7. Реальные параметры объекта управления в виде значений

V (S;) Образуются на выходе второrо аналогового ключа 13 в момент совпадения образ1!Овнх значений параметров 1,(S;), задаваемых блоком

+ задания Образцовых параметров 15, . с эталонной переходной функ!!Ней, образуемой на выходе второй модели объекта 16 . При этом на выходе порогового элемента 12 появляется импульс, Открывающий анало! Овый ключ

13. Полученное таким образам значение V,(S„) преобразуется в лналогоцифровом преобразователе !4 в цифровую форму. Сигналы,с выходл лвалогоцифрового преобразователя 1" посту144F:1

Составитель В.Пешков

Редактор М.Тавтин Техред М,яндык Корректор В.Романенко

Заказ 6847/53 Тираж 866

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

r пяют в блок 11, где зяпоминяютсл, а зятем Но сигнялу приходя последнего значения 1! (Б „) поступают на управляющий вход коммутатора коэф5 фициентон 3. Таким образом, коммутирующее устройство совместно с блокам 11 реализует зависимость между коэффициентом настройки К; и реальными параметрами объекта Ы,(S;), Комм1та rnp коэффициентов 3 может быть выполнен на мультиплексоре и операционном усилителе, коэффициенты передач которого зависят от кода числа на адресных нинах мультиплек".. сора. Блок реализуется на базе и регистрон памяти, счетчика и UIHHHoTo формирователя. Техническая реализация остальнь,х блоков также не вызьнает принципиальных затруднений. 2р

Таким образом, изобретение обеспечивает идентификацию параметрон объекта управления, определение оптимальных настроек коэффициентов обратной связи и соответствующее изме- 25 нение закона управления, приводящее к повышению точности всей системы.

Формула изобретения

Система управления с переменной З<» структурой, содержащая исполнительный блок, выход которого через объект управления связан с измерительным блоком, выход которого подключен к информационному входу коммутатора коэффициентов и к входу блока задания начальных условий, первый аналоговый ключ, первую модель объекта управления и запоминающий блок, выход которого соединен с управляющим 4О входом комму тя тор я ко эффи пие нто в, атличяющяяся тем,что, с Håëüþ повышения точности систеh%>f

В НЕЕ ННЕДЕНЫ UIHPGTHO-HÌÏÓËÜÑHbté . модулятор, первое и второе вычитающее устройства, блок задания обраэцоных параметров объекта управления, пороговый элемент, аналого-цифровой преобразователь, вторая модель объекта управления и второй аналоговый ключ, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу запоминающего блока, выход коммутатора коэффициентов через широтно-импульсный модулятор подключен к входу исполнительного блока, к входу второй модели объекта управления и к управляющему входу первого аналогового ключа, выход второй модели объекта управления соединен с первым входам второго вычитающего устройства, выход которого через пороговый элемент соединен с управляющим входом второго аналогового ключа, выход измерительного блока подключен к первому входу первого нычитающего устройства, выход которого соединен с информационным входом второго аналогового ключа, выход блока задания начальных условий соединен с информационным нходом первого аналогового ключа, выход которого через первую модель объекта управления подключен к второму входу первого вычитающего устройства, а выход блока задания образцовых параметров объекта управления соединен с вторым входом второго вычитающего устройства,