Самонастраивающаяся система управления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссиоз Советскик

Социапкстическин

Респубики

< >924670 (6! ) Дополнительное к авт. санд-ву(22) Заявлено l 4. 10. 81 (21) 2992323/18-24 с присоединениент заявки РЙ(51}М. Кл.

G 05 В 13/04 ф@ударстванный комнтет

СССР ао двлам нзабретеннй и вткрыткя (23) Приоритет

Опубликовано 30 ° 04.82 ° бюллетень Xi 16 (53) УДК 62-50 (088 ° 8) .Дата опубликования описания 30.04 82 (72) Автор изобретения

И. А. боровиков

1

l

1 ! е

Ульяновский политехнический инстит т (73) Заявитель (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕИА УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение ofносится к системам автоматического управления, в частности к классу самонастраивающихся систем с эталонными моделями, и может быть использовано в случаях, ког» да требуется обеспечить неизменное качество переходных процессов при yn" равленйи объектами, постоянные време. ни которых изменяются в широких пределах.

Известны самонастраивающиеся си" стемы, содержащие основной. контур и контур самонастройки с эталонной мо" делью и элементом сравнения, на входы которого поданы .эталонный и действительный процессы, а на выходе выделяется сигнал отклонения действительного процесса от эталонного.

Этот сигнал используется для изменения параметров регулятора основного контура с целью обеспечения неизмен20 них показателей процесса регулирования при изменениях параметров объек" та управления Н3

Недостатком известных систем является необходимость изменения нескольких параметров регулятора и как следствие - их сложность.

Наиболее близкой по своему назна-" чению к предлагаемой является саионастраивающаяся система с эталонной моделью, содержащая последовательно соединенные первый и второй сумматоры, регулятор, комденсируемое..звено объекта:, некомпенсируемое звено объекта и третий сумматор, вход первого сумматора через эталонную модель соединен с вторым входом третьего сумматора, выход регулятора подключен через последовательно соединенные безынерционное нерегулируемое звено и четвертый сумматор к входу модулирующего звена, выход компенсируемого звена объекта соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход не-.. коменсируемого звена объекта соединен с вторым входом первого сумматора, 924670 4 емым коэффициентом передачи и, тем самым, усиливает или ослабляет корректирующий сигнал Х основного контура в зависимости от величины и знака сигнала Г (t). Так, при увеличении постоянных времени объекта процесс

X(t) идет медленнее эталонного X (t), поя вля ется си гнал от кло нения g (t) > О и коррекцию основного контура необходимо ослабить, для чего величина коэффициента пвредачи Чк должна быть уменьшена. Наоборот, при уменьшении постоянных времени объекта Xp(t) идет медленнее X(t) появляется сигнал отклонения e(t) C О, коррекцию основного контура необходимо усилить, т.е. увеличить Чк . Поэтому элемент с регулируемым коэффициентом передачи должен выполняться так, чтобы при

8 > 0 значение У уменьшилось по .сравнению с некоторым <, а при

Г < 0 увеличивалось. При этом обеспеивается слежение регулируемой величины X(t) эа эталонным процессом Х .(t).

Однако как показывает анализ, при фиксированных значениях параметров объекта знак сигнала отклонения E(t) зависит от направления изменения задающего или эталонного сигнала, например, при нарастании X (t) Е (t) 7 О, а при уменьшении X>(t} g (t) (0. В то же время значение должно изменять.ся в одну сторону. Поэтому сигнал отклонения Е (t) и необходимо пода" вать на управляющий вход не непосредственно, .а через дополнительное звено - исполнительное устройство 10, назначение которого изменять знак управляющего воздействия на безынерционное звено 7 с регулируемым коэффициентом передачи в зависимости от направления изменения задающей или эталонной величины. Исполнительное устройство такого. типа оказывается также значительно проще, чем в известных системах. выход третьего сумматора соединен с входом исполнительного устройства 2

К недостаткам известной системы относится ее малая надежность и сложность контура самонастройки. 5

Цель изобретения - упрощение контура самонастройки и, тем самым, повышение надежности систем, что поэ" воляет расширить область их применения. 10

Указанная цель достигается введением в устройство безынерционного зве-. . на с Регулируемым коэффициентом передачи, выход которого соединен с вто.Рым входом второго сумматора, первый 15 вход соеди н ен с выходом мод ели рующе го звена, а второй вход - с выходом . исполнительного устройства.

На чертеже показана функциональная . схема самонастраивающейся системы. 2В

Основной контур системы состоит из регулятора 1, компенсируемых звеньев 2 и некомпенсируемых звеньев 3 объекта. Устройство коррекции состоит иэ безынерционного нерегулируемого 25 звена 4, четвертого сумматора 5, мо" делирующего звена 6 и беэынерционно"

ro звена 7 с регулируемым коэффици ентом передачи. Контур самонастройки состоит из эталонной модели 8, треть" зв его .сумматора 9 и .исполнитег ного устройства 10. Кроме того, основной контур содержит первый сумматор 11 и второй сумматор 12.

Система функционирует следующи образом.

Эталонная модель 8 выполнена так, что вырабатывает на выходе процесс

X (t) соответствующий номинальным значениям параметров звеньев 2 и 3 объекта управления. Поэтому при номинальных значениях динамических параметров объекта (постоянных времени) на выходе сумматора 9 сигнал ошибки

8= X (t) - Х() практически равен нулю. При этом контур самонастройки не оказывает никакого влияния на работу основного контура, в частности его устройства коррекции. При отклонении постоянных * времени объекта от номинальных реальный процесс X(t) отличается от эталонного X (t), на выходе сумматора 9 появляется сигнал. ошибки Z (t)PO, 55 который через исполнительное устройство 10 подается на управляющий вход безынерционного звена 7 с регулиру"

Таким образом, за счет введения в устройство безынерционного звена с регулируемым коэффициентом передачи, на который воздействует сигнал с выхода сумматора 9 контура самонастройки, можно обеспечивать неизменные показатели процесса регуцирот вания при изменениях в широких преде лах инерционностей (постоянных времени) объекта управления. Причем этот эффект достигается воздействием лишь на один параметр устройства упФормула изобретения

5 9246 равления, а не на несколько, как в известных системах. Следовательно,. предлагаемая система оказывается значительно проще известных. 8 этом положительный эффект предлагаемого изоб-s ретения.

Самонастраивающаяся система управления, содержащая последовательно-со- единенные первый и второй сумматоры,, регулятор, компенсируемое звено объ" екта, некомненсируемое звено объекта и третий сумматор, вход первого сумматора через эталонную модель соеди" нен с вторым входом третьего сумматора, выход регулятора подключен через последовательно соединенные безынер- .20 ционное нерегулируемое звено и четвертый сумматор к входу моделирующего звена, выход компенсируемого звена объекта соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход некомпен. сируемого звена объекта соединен с

ВНИИПИ Заказ 281 7/65

Тираж 908 Подписное филиал ППП "Патент.", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, Й

70 6 вторым входом первого сумматора, выход третьего сумматора соединен с входом исполнительного устройства, о т л и ч а ю щ а я с.я тем, что, с целью повышения надежности системы, s нее введено безынерционное звено с регулируемым. коэффициентом передачи, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом моделирующего звена, а второй вход -. с выходом исполнительного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Солодовников 8. 8., Ирамко Л. С.

Расчет и проектирование аналитических самонастраивающихся систем с эталонными моделями. И., "Машиностроение", 3972 ° .2..Борцов Ю. А., Поляхов Н. Д. Алгоритмы адаптивных регуляторов и их реализация в унифицированных системах электропривода. 1973, "Электро .техническая промышленность", сер.

"Электропривод", вып. 9(26) (прото" тип)е