Регулятор

 

Союз Соаетсиии

Социапистичесиик

Респубпии

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВУ

< >903802 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.05.80 (2 I ) 2925461/18-24 с присоединением заявки М (23}Приоритет

Опубликовано 07.02.82. бюллетень J4-5

Дата опубликования описания 07.02.82 (5l)M. Кл.

G 05 В 11/01

ГоеудирстванныН комитет

СССР но делам нэабретений и открытнй (53) УДК 62-50 (088.8) (7I) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР

К

3(г>

ТР

Изобретение относится к области ав.томатического управления и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами. Динамика объекта достаточно хорошо аппроксимируется оператором

Ъ I м t p "" О„<е).+о " 0 (р) ° е 0 (И1, 10 коэффициент усиления к и постоянные времени Т и L,, которого незначительно изменяются в течение длительности переходного процесса. Объект имеет три управпяюших входа и один выход по аналогии можно брать и объекты с и =

= 1, 2, 3, K... управляющими воздействиями. Характеристики каналов регулирования имеют различные транспортные запаздывания, йричем Т с Т. а 7з.

Объект подвержен влиянию неконтролируемых внешних возмущений, принагаемых в различных точках и характериэуI

Ы:. I . юъ емых составляющими с различным интер- валом спада автокоррепяционных функций.

Примером такого рода объектов служат системы непрерывного дозировання материала нэ нескольких бункеров на одну транспортерную ленту, на которой и производится взвешивание суммарной массы отдозированного материала.

Белью управления является обеспечение инвариантности регулируемой координаты от внешних воздействий. Известен регулятор, содержащий поледоватецьно соединенные обратную моцель объекта беэ запаздывания, экстраполятор и сумматор, в котором косвенно оцениваются характеристики внешних воздействий, полученные оценки прогнозируются на ..интервалы запаздывания и используются для выработки управлений (1).

Однако эти регуляторы функционируют при условии, что число прямо ипи косвенно измеряемых выходных переменных объекта равно числу управляющих воздействий. Поэтому такие регуляторы

802

3 903 не применимы дпя описанного класса объектов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому явпяется регупятор, содержащий первый блок задержки и последовательно соединенные первый блок сравнения, фильтр низкой частоты, обратную модепь объекта без запаздывания, второй блок сравнения и первый экстралолятор (.2}.

Недостатком известного регупятора является то, что дпя описанного кпасса объектов его применение возможно при настройке на среднее значение (., Однако при этом не компенсируются высокочастотные составляющие возмущений, что приводит к низкой точности регулирования.

Uem, изобретения - повышение точности регунирования.

Поставленная пепь достигается тем, что в регупятор, содержащий поспедовательно соединенные первый бпок сравнения, фильтр низкой частоты, обратную модель объекта без запаздывания, второй бпок сравнения и первый экстрапопятор, а также первый блок задержки, введены последовательно соединенные первый масштабируюший блок, второй блок задержки, третий блок задержки, четвертый бпок задержки и бпок суммирования, последоватепьно соединенные второй экстрапопятор, третий блок сравнения, второй масштабируюший бпок, пятый блок задержки и шестой бпок задержки, поспедоватепьно соединенные третий экстралолятор и четвертый блок сравнения, причем вход первого масштабирующего бпока соединен с выходом первого экстрапопя тора, выход второго бпока задержки подключен к второму входу третьего блока сравнения, выход третьего бпока задержки - к второму входу четвертого блока сравнения, к третьему входу которого подкпючен выход пятого бпока задержки, входы второго и третьего экстрапопяторов соединены с выходом второго блока сравнения, выход четвертого блока сравнения через первый блок задержки соединен с вторым входом бпока суммирования, третий вход которого подкпючен к выходу шестого блока задержки, а выход - к второму входу второго бпока сравнения..

На чертеже схематично лредставпен автоматический регупятор (где }} (t) - из меряемый выходной сигнап, ) (т}- заданФ

I ный сигнал,0 (4} U»(t} ц (y) сигналы упт» > равляющих воздействий) .

Регулятор содержит первый бпок 1 сравнения, фильтр 2 низкой частоты, об5 ратную модепь 3 объекта без запаздывания, второй бпок 4 сравнения, первый экстрапопятор 5, второй экстрапопятор 6, третий экстраполятор 7, третий бпок 8 сравнения, первый масштабирующий бнок

9, второй масштабирующий бнок 10, второй блок 11 задержки, третий блок 12 задержки, пятый блок 13 .задержки, четвертый блок 14 сравнения, четвертый блок 15 задержки, шестой бпок 16 задержки, первый бпок 17 задержки и блок

18 суммирования.

Регулятор работает следующим образом.

Из измеряемого сигнапа )(t) в первом блоке сравнения вычитается задан ный сигнал ) (Ц. Полученный сигнал по ступает на вход фильтра 2 низкой частоты, в котором подавляется высокочастот25 ная помеха. С выхода фипьтра 2 низкой частоты сигнап поступает на обратную модель 3 объекта без запаздывания, с выхода которой сигнап идет на первый вход второго бпока 4 сравнения, где этот сигнап вычитается из сигнала, по30 ступающего с выхода блока 18 суммирОвания. На бпок 18 суммирования поступают сигнапы об управпяюших воздейс гвиях () Ю, U»«), U (() задержанные вблокак . запержки. Сигнал О (() задерживается в блоке 11 задержки на время L3-I», в блоке 12 — на время L — (,„и в бпоке

15 - на время (..} > т е. сигнал (} (;()за3 держивается в сумме на время L . Сигнал(} (Ц задерживается в блоке 13 задержки на время (— (,} и в блоке 16на время, . В сумме сигнал 0»() задерживается на время (». Сигнал (1}(О задерживается в блоке 17 задержки на время (,, Тем самым сигналы об управпяющих воздействиях .совмещаются по времени таким образом, чтобы составляющие выходной переменной, обусловленные этими управпениями,приводипись к одному временному срезу".

В результате на выходе второго бпока 4 сравнения попучается сигнап о эквивалентном идеальном управпении gg}}(<)» т.е. таком управлении, которое надо было реализовать, чтобы попучить выходную

55 переменную It (4) равную ее заданному значению f » (g)

u,„,«) u,и- ()+

+ U<(t-Т ) + ОЗ(Ф- ()- л sf (t)

6,q(t)= н(с-q (ц, гдето, (1)- сгпаженное в фильтре 2 низ5 кой частоты значение 6) Ф;

«л

W - обратная модепь объекта беэ запаздывания.

С выхода второго блока 4 сравнения сигнап0 „к®поступает на входы первого

5, второго 6 и третьего экстрапопяторов, например, реальных форсирующих звеньев. В экстрапопяторе 5 сигнап экстрапопируется на интервап времени 7> в экстрапопяторе 6 - íà 7g в экстрапопя»»Ф

Ъ торе 7 — на (, . При этом на более дпительный интервал времени эКстрапопируется бопее низкочастотная составпяюшая .сигнапа U, (4).

Экстрапопированный на интервап вреm мени (, сигнап 0 „(4 + ) с выхода экстр рапопятора 5 поступает на вход первого масштабируюшего бпока 9, где он умножается на коэффициент "1/3 . Попученный сигнап является третьим управпяюшим воздействием US(t)

0 (Ф)= — u (+ )

Задержанный на время 7 -Т в бпоке

2.

Л г зо

1 1 задержки сигнал 0> C t - (l - g «Ц вычитаетсявтретьемблоке сравнения иэ сигнала поступающего с выхода второго экстрапопятора 6. Во втором масштабируюшем бпоке 10, сигнал, полученный в третьем блоке 8 сравнения умножается на коэффициент "1/2" и в результате попучается сигнал о втором управляющем воздейст-, вии 0 И) г Л

Q>(t)= <(tip ) 0 Ct (-, -,„)) 40

В четвертом бпоке 14 сравнения иэ сигнала, поступающего с третьего экстрапопятора 7 вычитается сигнал с выхода второго блока 11 задержки, доцопнительно задержанный:в блоке 12 на интервап времени 7 -7< и сигнал с выхода второго масштабируюшего блока 10, задержанный в блоке 13 задержки на инл ъ тервап времени (-t . Ha выходе. четвера 1. 50 того бпока 14 сравнения получается сиг -нап о первом управпяюшем. воздействии

0y () л

01(И - uý,ê„à,(t 6л )903802 6 попучены сигналы об = 1, 2, 3... к... ... управпяюших воздействиях

U ()=— л к

U Ct <7 1л)3 0ф Ct (7>

Еспи объект имеет число управпений больше трех,. то по аналогии могут быть и (u Н.Т„1- U,lt-lt,- „1)).

Ь к л

Управляющие воздействия, рассчитанные по приведенным формунам дпя канаг» пов регупирования с бопьшим временем L имеют бопее низкочастотный характер и, тем самым,-высокочастотные возмушения подавпяются по канапам, имеющим меньшее время Т. Кроме того, найденные управпения позвопяют относитепьно равномерно загрузить все каналы регупирования.

Применение предпагаемого автоматического регупятора позвопяет повысить точность воспроизведения задания за счет более попной компенсации как низкочастотной, так и высокочастотной составпяюшей неконтропируемых возмущений. При дозированни шихтовых матернапов агпомерационного процесса, как показали реэупьтаты моделирования, применение предлагаемого регулятора позвопяет на 20% повысить точность воспроизведения задания на массу шихтового материапа, что повышает производительность агпомашины примерно на 3". >, улучшает стабильность свойств агпомерата на 5"6 и, в итоге, дает экономический эффект окопо

100 тыс. руб. в год на одну агпомашину.

Формула изобретения

Регулятор, содержашнй первый блок задержки и поспедоватепьно соединенные первый блок сравнения, фильтр низкой частоты, обратную модепь объекта без запаздывания, второй бпок сравнения и первый экстрапопятор, о т п и ч а юш и и с я тем, что, с цепью повышения точности регупирования, в него введены поспедоватепьно соединенные первый масI штабируюший блок, второй, третий и четвертый бпок задержки и блок суммирования, носпедовательно соединенные второй экстрайопятор, третий бпок сравнения, второй масштабируюший блок, пятый и шестой блоки задержки, поспедоватепьно соединенные третий Укстрапопятор и четвертый бпок сравнения, причем вход первого масштабируюшего блока соединен. с выходом первого экстрапопятора, выход второго бпока задержки подкпючен к второму входу

С:оставитепь А. Лащев

:Редактор Г, Волкова Техред Л. Пекарь

Корректор О. Билак

Заказ 112/27 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

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

7 903802 . S третьего блока сравнения, выход третье- держки, а выход — к второму входу втого блока задержки - к второму входу рого бпока сравнения, четвертого блока сравнения. к третьему Источники информации, входу которого лодкпючен выход пятого принятые во внимание при экспертизе блока задержки, входы второго и третье- > 1, Жнвогпядов B. П. Адантация в авго экстрапопяторов соединены с выходом томатизированных системах управления второго блока сравнения, выход четвер технологическими процессами. Фрунзе, того блока сравнения через первый блок "Илим, 1974, с. 97-100. задержки соединен с вторым входом бпо- 2. Авторское свидетельство СССР ка суммирования, третий вход которого p.N 699490, кн. & 05 В 11/Ol, 1977 подключен к вйходу шестого блока за- (прототип),