Система автоматического регулирования

Система автоматического регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая модель некомпенсируемой части объекта регулирования , элемент сравнения, последовательно соединенные первый и втогрой блоки рассогласования, регулятор и статическую модель компенсируемой части объекта регулирования, вход и выход объекта регулирования, состоящего из последовательно соединенных компенсируемой и некомпенсируемой частей, подключены соответственно к выходу регулятора и к первому входу первого блока рассогласования , отличающаяся тем, что, с целью повышения ее быстродействия и точности, введены сумматор , последовательно соединенные модель компенсируемой части объекта регулирования с удвоенным статическим коэффициентом, и первый блок перемножения , последовательно, соединенные усилитель и первый порогога 1й элемент, последовательно соединенные выпрямитель, второй пороговый элемент и второй блок перемножения последовательно соединенные третий пороговый элемент и третий блок перемножения , пoдкJШЧeнный вторьм входом к выходу некомпенсируемой .части объекта регулирования, а вьвсодон к суммирунщему входу элемента сравнения , вычитающий вход и выход которого подключены соответственно к выходу первого блока перемножения и к первому входу сумматора, соединенного вторым входом с выходом статической модели некомпеисируе « й части объекта регулирования, вход усилителя соединен с выходсш пер-, вого блока сравнения, а вьскод - с входом выпрямителя и третьего порогового элемента; вход модели компен00 сируемой части объекта регулирова t ния с удвоенным статическим коэффици ч1 ентом подключен к выходу регулятора, а выход первого порогового элемента-i САЭ к второму входу первого блока переСП множения, второй вход и выход второго блока перемножения пoдкJDOчeны соответственно к выходу модели некомпенсируемой части объекта регулирования , соединенной входом с выходом сумматора, и к второму входу, второго блока сравнения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (д1) G 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3450679/18-24 (22) 09.06.82 (46) 07.04.84. Бюл. У 13 (72) В.Г. Дрючин, В.И. Жиляков, Ю.П. Самчелеев.и В.А. Ошега (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53).62-50(088.8) (56) 1. Догановский С.А. Вычислительные устройства в автоматичес.ких системах управления по возмущению. М., "Энергия", 1964, с. 157-159..

2. Боровиков M.À., Инещин А.П.

Применение упреждающей коррекции в. обыкновенных линеаризуемых системах автоматического регулирования.

Известия ВУЗов, "Электромеханика", У 9 1972 (прототип). (54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая модель не-, компенсируемой части объекта регулирования, элемент сравнения, последовательно соединенные первый и вто рой блоки рассогласования, регулятор и статическую модель компенсируемой части объекта регулирования, вход и выход объекта регулирования, состоящего иэ.последовательно соединенных компенсируемой и некомпенсируемой частей, подключены соответственно к выходу регулятора и к . первому входу первого блока рассогласования, отличающаяся тем, что, с целью повьппения .ее быстродействия и точности, введены сумматор, последовательно соединенные мо" дель компенсируемой части объекФа регулирования с удвоенным статическим коэффициентом. и первый блок пе-. ремножения, последовательно, соедине (ные усилитель и. первый пороговый элемент, последовательно соединенные выпрямитель, второй пороговый элемент и второй блок перемножения, последовательно соединенные третнй пороговый элемент и третий блок перемножения, подключенный вторым входом к выходу некомпенсируемой,части объекта регулирования, а выходомк суммирующему входу элемента сравнения, вычитающий вход и выход кото" рого подключены соответственно к выходу первого блока перемножения и к первому входу сумматора, соединенного вторым входом с выходом статической модели некомпенсируембй части объекта регулирования, вход усилителя соединен с выходом пер-, вого блока сравнения, а выход - с входом выпрямителя и третьего порогового элемента, вход модели компеи= сируемой части объекта регулирования с удвоенным статическим коэффициентом подключен к выходу регулятора, а выход первого порогового элемента-: к второму входу первого блока перемножения, второй вход и выход вто-. рого блока перемножения подключены соответственно к выходу модели некомпенсируемой части объекта .регулирования, соединенной входом с выходом сумматора, и к второму входу. второго блока сравнения.

1084735

l0

20, объекта регулирования, а выходом—

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть применено для регулирова- ния объектов с переменными параметрами и запаздыванием.

Известна система автоматического регулирования, содержащая последовательно соединенные первый и второй блоки рассогласования, регулятор, объект регулирования, состоящий из соединенных последовательно компенсируемой и некомпенсируемой частей объекта, моделей компенсируемой и некомпенсируемой частей объекта (1 .

Недостатком известной системы .является необходимость точного моделирования компенсируемой части объекта, а также низкая точность, так как возмущающие воздействия, действующие на компенсируемую часть объекта, нарушают условия компенсации.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система автоматического регулирования, содержащая последовательно соединенные первый и второй блоки, рассогласования, регулятор, объект регулирования; состоящий из последовательно соединенных компенсируемой и некомпенсируемой частей, выход которого соединен с одним из входов первого блока рассогласования, корректирующее устройство, выполненное из статической модели компенсируемой части, модели некомпенсируемой части объекта и элемента сравнения (2g .

Однако известная система харак.— теризуется низким быстродействием вследствие уменьшения собственной частоты системы и низкой статической и динамической точностью, так как возмущающее воздействие, приложенное к компенсируемому звену, не отрабатывается системой.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности системы.

Поставленная цель достигается тем что в систему автоматического регулирования, содержащую модель некомпенсируемой части объекта регулирования, элемент сравнения, последовательно соединенные первый и второй блоки рассогласования, регулятор и статическую модель компенсируемой части объекта регулирования, вход и

56

55 выход объекта регулирования, состоящего из последовательно соединенных компенсируемой и некомпенснруемой частей, подключены соответственно к выходу регулятора и первому входу первого блока рассогласования, введены сумматор,, последова.тельно соединенные модель компенсируемой части с удвоенным статическим коэффициентом и первый блок перемножения, последовательно соединенные усилитель и первый пороговый элемент, последовательно соединенные выпрямитель, второй пороговый элемент и второй блок перемножения, последовательно соединенные третий пороговый элемент и третий блок перемножения подключенный вторым входом к выходу некомпенсируемой части к суммирующему входу элемента сравнения, вычитающий вход и выход которого подключены соответственно к выходу первого блока перемножения и к первому входу сумматора, соединенного вторым входом с выходом статической модели некомпенсируемой части объекта регулирования, вход усилителя соединен с выходом первого блока сравнения, а выход — с входом выпрямителя и третьего порогового элемента, вход модели компенсируемой части объекта регулирования с удвоенным статическим коэффициентом подключен к выходу регулятора, а выход первого порогового элемента « «к второму входу первого блока перемножения, второй вход и выход второго блока перемножения подключены соответственно к выходу модели некомпенсируемой час- . ти объекта регулирования, соединенной входом с выходом сумматора, и к второму входу второго блока сравнения.

На чертеже, представлена блок-схема системы.

На схеме приведены блоки 1 и 2 рассогласования, регулятор 3, (wp(p1 объект регулирования, состоящий из соединенных последовательно компенсируемой 4 (%><(p) ) и некомпенсируемой 5 (%0(р)) частей, статическая модель 6 компенсируемой части объекh à (Кох), элемент 7 сравнения, модель

8 некомпенсируемой части объекта м (ЧЧ (р)), модель 9 компенсируемой части с удвоенным статическим коэффициентом (2W» (p) ), блоки 10-1 2 перем множения, сумматор 13, пороговые элез 10847

;;. f менты 14-16, выпрямитель 17, усили- тель 18.

Система работает следующим образом.

Входной сигнал Х поступает на первый вход блока 1 рассогласования., а на второй вход подается выходной сигнал системы Хв „. На выходе блока

1 рассогласования появляется сигнал ошибки Я, который подают на вход 10 блока 2 рассогласования, где происходит сравнение ошибки E. с сигналом коррекции Х, .поступающим с выхода блока 12 перемножения. Одновременно сигнал ошибки Е поступает на вход 15 усилителя 18. Усиленный сигнал ошибки через пороговые элементы 14 и 16 поступает на первые входы блоков 10 и 11 перемножения соответственно, а через выпрямитель 17 и пороговый -20 элемент 15 — на первый вход блока 12 перемножения. На второй вход блока перемножения подается сигнал с выхода регулятора 3 предварительно пропущенный через модель компенсируемой 25 части с удвоенным статическим коэффициентом 9. На второй вход блока

11 перемножения поступает сигнал с выхода компенсируемой части 4 объекта.

Сигналы с выходов блоков 10 и 11 сравниваются в элементе 7 сравнения и результат сравнения подается на первый вход сумматора 13, на .второй вход которого поступает сигнал через статическую модель 6 с выхода компенсируемой части объекта регулятора 3, Выходной сигнал сумматора 13 через модель 8 некомпенсируемой части подается на второй вход блока 12 перемножения. Пороговый элемент 14 .40 выдает, сигнал равный единице, если

С > О, и равный нулю, если Яа О. Пороговый элемент 15 реагирует на аб- . солютную величину ошибки, т.е. при

0 1 „) 6Е „на выходе элемента 15 сигнал равен единице, а в других случаях - нулю.

Пороговый элемент 16 выдает сиг" нал равный единице, если f> О, а при сΠ— сигнал равный - 1.

35 4 вие Х „ с быстродействием, определяемым собственной частотой системы.

Как только 06(Ца „, то сигнал с порогового элемента 15 станет равным единице, а следовательно, с блока 12 перемножения на вход блока 2 рассогласования поступает сигнал коррекции с выхода модели .8. При этом в зависимости от знака ошибки K ..сигнал коррекции формируется по-разному.

Если Q? О, то Х =Ч4О(ЧЧО„-2Фщ+Ко ) Хр1 а если (О, то Хк =9fo (Кок Wo )Xp

При выполнении условия В"„ = 4о„ коpректирующий сигнал Х не зависит от знака ошибки. Это обстоятельство

1обеспечивает отработку управляющего воздействия Х „ независимо от способа формирования корректирующего сигнала Х„, т.е. выходная координата системы Х „, при действии коррекции определяется как Ч(И о (Р1 ®о(Р)

"qb« P)="0 (И Нр(Р о (Р) о(Р) Таким образом, отработка управляющего воздействия осуществляется с быстродействием, определяемым собственными параметрами системы (без параметров корректирующего устройства). При достижении ошибкой величины 06 )f) f>oo включается корректирующее устройство и система стабилизируется, так как параметры компенсируемой части 4 объекта не влияют на устойчивость системы (что видно из выражения характеристического уравнения).

При отработке возмущающего воз-. действия, прикладываемого к компенсируемой части 4 объекта, способ формирования корректирующего сигнала сказывается на поведении системы.

Предположим, что в результате приложения возмущения f сигнал ошибки системы Я> О, тогда формирование корректирующего сигнала осуществляется таким образом, что ошибка при этом определяется

Если IElE +o„, то система автоматического регулирования работает без коррекции, так сигнал с блока 12, по ступающий на вход блока 2 рассогла- 55 сования, будет равен нулю. Система

1 автоматического регулирования будет отрабатывать управляющее воздейстСогласно этого выражения ошибка стремится изменить знак, т.е. f 4 О.

Это приводит к тому, что изменяется способ формирования корректирующего:

1084735

Составитель В Кузин

Редактор О. Сопко Техред А, Ач Корректор О. Билак

Заказ 2000/41 Тираа 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIGII "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4 сигнала и выракение ошибки системы будет иметь вид « (И .() .Ю1 т.е. ошибка Я стремится вновь изменить знак (Я>О). Это обстоятельство приводит вновь к изменению способа формирования корректирующего сигнала. Все Процессы в дальнейшем будут повторяться. Следовательно, при обработке возмущающего воздейст- вия имеет место колебание ошибки системы около нулевого полоаения, лричем частота колебаний в идеале стремится к бесконечности.

Таким образом, предлагаемая система автоматического регулирования позволяет существенно увеличить быстродействие и точность регулирования.