Многоканальное автоматическое устройство

 

1

О Il И С А Н И Е 388245

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ЗОЛ11.1971 (№ 1640781/18 24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22Х1.1973. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 26.Х.1973

М. Кл. G 05b 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изооретений и открытий

УДК 62-50(088.3) Автор изобретения

Заявитель

С. Н. Макаровский

Ордена Ленина институт проблем управления (автоматики и телемеханики) МНОГОКАНАЛЬНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ С БОЛЬШОЙ

ИНЕРЦИОННОСТЬЮ

Изобретение относится к технике управления технологическими объектами, обладающими большой инерционностью и транспортным запаздыванием, в частности, пред наз начено для автоматической оптимизации по нескольким параметрам тепловых режимов нагревательных печей, энергетических котло в, режимов работы химических установок и т. п.

Известно многоканальное автоматическое устройство, содержащее входной фильтр, вход которого соединен с выходом объекта оптимизации, а выход через соответствующие последовательно соединенные релаксационный генератор и трипгер с входами интеграторов соот ветствукмцего канала репулирования. Однако известное устройство имеет малое быстродействие.

Цель изобретения — увеличение быстродействия.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит импульсный исполнительный блок в каждом канале регулирования, первый и IBTopoH входы которого соединены соответственно с выходом и входом интегратора своего канала регулирования, третий вход — с выходом входного фильтра, а выход — с объектом оптимизации.

Блок-схема предлагаемого многоканального автоматического устройства приведена на фиг. 1, а графики изменения напряжений— на фиг. 2.

Многоканальное автоматическое устройстtBo 1 включает в себя вход ной фильтр 2, релаксационные генераторы 8I — 8„, триггеры

4 — 4„, интеграторы 5> — 5„, управляемые им5 пульсные выходные исполнительные блоки

51=5n.

Вход фильтра 2 соединен с выходом о бъекта 7 оптимизации, выход фильтра соединен с входами всех релаксационных генераторов

10 8< — 8 и одновременно с корректирующими входа ми 8I — 8 всех импульсных выходных исполнительных блоков б1 — б„. Выход каждого релакса цион|но,го генератора соеди,нен со счетным входом одного триггера своего кана15 ла, а выходы триггеро в связаны одновременно с входами соответствующих интеграторов

51 — 5 и с синхро низирующими входами 9i—

9„блоко в б1 — б„. Выходы интеграторов соеди нены с управляющими входами 101 — 10

20 соответствующих исполнительных блоков, а выходы последних — с соответствующими входами объекта 7 управления.

Работает устройство следующим образом (для примера описа но действие первого ка25 нала).

Пусть требуется найти минимум выходной величины инерционного объекта оптимизации,,зависящей, вообще говоря, от нескольких перемененных, и при подаче импульса от

30 импульсного выходного исполнительного блока на один из входов объекта выходная

388245 его величина Q, íàïðèìåð, увеличивается (фиг. 2,а). Тогда на вход соответствующего релаксационного генератора 81 с выхода фильтра 2 поступает сигнал +U@ (фиг. 2,б).

Период релаксации определяется из соотношения г = < у, y u, л, (1) где V, $, Up — постоянные величины.

Характер изменения сигнала Up на выходе релаксацион ного генератора 81 показан на фиг. 2, в.

Пусть триггер 41 находится в состоянии

+U, (фиг. 2,г). Длительность импульса выходного исполнительного блока б1, O>=xi — fp (фиг. 2,е) пропорциональна сигналу, поступающему на его управляющий, вход с выхода интегратора 51. Если в момент времени т произошло отключение выходного исполнительного блока 61 (фиг. 2,е), то, начиная с этого момента, О убывает, а сигнал на выходе фильтра меняет знак. В момент времени 11

Up достигает порога U и триггер 41 переключается (фиг. 2,в, г). Так как теперь на вход релаксационного генератора 8, поступает сигнал — Уф, то согласно выражению (1) тр =

= fg 3p(tPg= t2 tg. В мо мент |времени вновь переключается триггер 4> и одновременно си нхроннo с ним включается выходной исполнительный блок бь Это обеспечивается подачей синхронизирующего сигнала с выхода триггера 4> на синхронизирующий вход выходного исполнительного блока бь Так как тр (тр2, то за два периода релаксации выходной сипнал интегратора 51 уменьшается на

ЛУп, следовательно, следующий интервал равен О=т2 — 12(0 — — г — 4. Начиная с момента времени 1, повторяется описанная выше ,процедура. В момент времени 4 сигнал U< уменьшается еще на AUn, это вызывает сокра щение длительности следующего импульса выходного исполнительного устройства и т. д. По достижении минимального значения

Qоб,ращается в нуль, интеграл U@dt и все о последующие периоды релаксации ра вны.

Среднее значение U< достигает установившегося значения, устанавливается и некоторая длительность импульсов, соответствующая минимуму выходной величины Q объекта управления.

Подобным образом действуют и остальные

5 каналы предлагаемого автоматического устройства оптимизации. Для исключения взаимного влияния каналов, частоты релаксационных генераторо|в 8 — 8 долины быть различ.ными.

10 Все каналы устройства оптимизации действуют одновременно. Из-за различия частот релаксационных генераторов 8 — 8„со впадения во времени импульсов сразу нескольких выходных блоков б — б редки. В среднем за

15 некоторое время можно считать, что каждый канал устройства действует независимо от остальных параллельно работающих каналов.

Для улучшения динамики переходного процесса 1в системе, состоящей из устройства on20 тимизации и объекта о птимизации, в каждом канале;применены форсирующие связи с выхода фильтра 2 на корректирующие входы

8 — 8 импульсных выходных исполнитель,ных блоко|в б — б„.

25 Подача на вход инерционного объекта оптимизации импульсов, по величине равных полному диапазону изменения его входных параметров, позволяет получить максимально возможную скорость изменения выходной ве30 личины объекта, т. е. максимальную реаицию на,пробные воздействия. Это увеличивает быстродействие системы оптимизации.

Предмет изобретения

35 Многоканальное автоматическое устройство для оптимизации объектов с большой инерционностью, содержащее входной фильтр, вход которого соединен с выходом объекта оптимизации, а выход через последовательно

40 соединенные релаксационный генератор и триггер с,входами интеграторо в соответствующего канала регулирования, отличаюи ееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит в каждо м канале ре45 .гулиро вания импульсный исполнительный блок, первый и второй входы которого соединвны соответственно с выходом и входом интегратора данного канала регулирования, третий .вход — с выходом входного фильтра, а выход — с объектом о птимизации.

388245

Qp г 1т

l(Составитель А. Лащев

Техред 3. Тараненко

Редактор И. Орлова

Корректоры: В. Петрова и Е. Давыдкина

Типография, пр. (Сапунова, 2

Заказ 2819/3 Изд. № 1689 Т ираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5