Бинарная система управления вынужденным движением

Бинарная система управления вынужденным движением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЬШУЖДЕННЬМ ДВИЖЕНИЕМ, содержащая последовательно соединенные первый сумматор, блок умножения, объект управления, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом зада тчика, а выход - с входами дифференциаторов , выходы которых и вькод блока сравнения через соответствующие вторые усилители соединены с входом второго сумматора и через последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора, выход второго сумматора подключен через релейный элемент к входу инерционного фильтра, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы при действии измеряемых помех по нестационарным каналам, она содержит датчики возмущений, вторые модульные элементы, третьи и четвертые усилители и третий сумматор, выход каждого датчика возмущений через со (Л ответствующие последовательно соединенные вторые модульные элементы и третьи усилители подключен к входу первого сумматора, а выходы вторых модульных элементов через соответствующие четвертые усилители - к входу третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом инерционного фильтра. ел 00 ч1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U „„11 17587

За1,, С 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3667901/24-24 (22) 05.i2.83 (46) 07.10.84. Бюл. Р 37 (72) С.В. Емельянов, С.К.. Коровин, В.И. Сизиков и К.M. Цветкова (71) Всесоюзный научно-исследовательс. кий институт системных исследований

Государственного комитета CM СССР по науке и технике АН СССР (53) 62-50(088.8) (56) 1: Соколов Н.И. Эквивалентные адаптивным и адаптивные САУ. — Лекции по курсу "Теория автоматического регулирования". Ч. 1, МАИ, 1972, с. 55.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3613801/24, кл. G 05 В 13/02, 1983 (прототип) . (54)(57) БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ВЫИУЖДЕННЬК ДВИЖЕНИЕМ, содержащая последовательно соединенные первый сумматор, блок умножения, объект управления, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход — с входами дифференциаторов, выходы которых и выход блока сравнения через соответствующие вторые усилители соединены с входом второго сумматора и через последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора, выход второго сумматора подключен через релейный элемент к входу инерционного фильтра, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы при действии измеряемых помех по нестационарным . каналам, она содержит датчики возмущений, вторые модульные элементы, третьи и четвертые усилители и третий сумматор, выход каждого датчика возмущений через соответствующие последовательно соединенные вторые модульные элементы и третьи усилители подключен к входу первого сумматора, а выходы вторых модульных элементов через соответствующие четвертые усилители — к входу третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом инерционного фильтра.

111758

Изобретение относится к автоматическому регулированию и управлению, а именно к бинарным системам, и предназначено лпя автомаТического управления вынужденным движением линейных

I) динамических объектов, параметры которых меняются произвольно неконтролируемым образом в любых ограниченных пределах,.

Предполагается, что объект управления описывается уравнением " (1. см„(33 " (Ф)+ ...+ ог„(Ц 1(4J =

=О(Ц+ H„(tJf„(tJ+...+8„(Ц Е„(Ц, где а;() — переменные параметры объекта, меняющиеся в известных диапазонах д сс с, (g) « си+, (1 =./,, );

3 1 а — известные константы;

d.(tt- переменные параметры нестационарных каналов воздействия на объект

25 внешних . возмущении

f„(t)„...,Х (+}, удовлетворяющие условиям

6d.{ÖñÄ+ () =q

J j l

t — известные константы.

Задача управления состоит в сведении до заданной величины ошибки регулирования х(+.) = уб() — у(), 35 где у {t) = const — задающее воздейS ствие, т.е. в выполнении неравен" ства

/х(+)/ 4 Д gQ где 6 — заданная постоянная положительная величина, при любом состоянии системы и при обеспечении условия малой зависимости свойств управляемых процессов от меняющихся параметров 45 объекта регулирования и от внешних сил.

Известна самонастраивающаяся система, состоящая из объекта управления, сумматоров, блоков сравнения, 59 усилителей, дифференциаторов, умножителей, релейного и модульных элементов и корректирующего звена 11 ).

Низкая надежность, наличие высокочастотных переключений сигнала уп- у равления, высокая чувс вительность к внешним воздействиям являются недостатками системы.

7 з

Наиболее близкой к изобретению является система автоматического управления с координатно-параметричес- кой обратной связью, содержащая последовательно соединенные первый сумматор, умножитель, объект управления, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход — с входами дифференциаторов, выходы которых и выход блока сравнения через соответствующие вторые усилители соединены с входом второго сумматора и через соответствующие последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора., выход второго сумматора подключен к входу релейного элемента, последовательно соединенного с инерционным фильтром, выход которого подключен к второму входу умножителя (2 3.

Недостатком известной схемы является высокая чувствительность к внешним возмущениям, невозможность обеспечения заданного качества регулирования при действии на этот объект внешних . сил-.

Цель изобретения — повышение точности системы при действии измеряемых помех по нестационарным каналам.

Поставленная цель достигается тем, что в бинарную систему управления вынужденным движением, содержащую последовательно соединенные первый сумматор, блок умножения, объект управления, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а вьгход — с входами дифферендиаторов, выходы которых и выход блока сравнения через соответствующие вторые усилители соединены с входом второго сумматора и через последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора„ выход второго сумматора подключен через релейный элемент к входу инерционного фильтра, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, введены датчики возмущений, вторые модульные элементы, третьи и четвертые усилители и третий сумматор, выход каждого датчика через последовательно соединенные соответствующие вторые модульные элементы и третьи усилители подсоединен к входу первого сумматора, а выходы вторых модульных элементов через соответствующие четвертые усилители - к входу третьего сумматора, выход которого

3 1117 соединен с входом инерционного фильтра.

На фиг.1 изображена структурная схема замкнутой системы; на фиг.2— схема предлагаемой бинарной системы.

Замкнутая система (фиг.1) содержит объект 1 управления, задатчик 2, реализующий сигнал y (t) = const, регулятор 3 контура координатной обратной связи (КОС), вырабатывающий сигнал управления u(t), задатчик 4 контура координатно-параметрической обратной связи (КПОС) с выходным сигналом х5(6), регулятор 5 контура КПОС, формирующий сигнал и.(С).

При использовании координатно-параметрической обратной связи обеспечить выполнение равенства 4() = 0 и тем самым гарантировать требуемую динамику управляемого процесса х() невозможно, если сигналы К(1) и U(t) в регуляторах КПОС и КОС соответственно формировать лишь на основе информации о состоянии управляемого процесса, не учитывая внешних воздействий.

Бинарная система автоматического управления вынужденным движением нестационарного объекта (фиг.2) содержит объект 1 управления, задатчик

2 КОС, блок 6 сравнения, дифференциа-ЗО торы — 71 — 7„ „, первые модульные элементы 8 „ — 8„, первые усилители

9„ — 9„, первый сумматор 10, блок 11 умножения, вторые усилители 12„12„, второй сумматор 13, релейный элемент 14, датчики 15 — 15„ возмущений, вторые модульные элементы

16„- 16, третьи усилители 17., - 17, четвертйе усилители 18 - 18„,. третий сумматор 19 и инерционный фйльтр 20. 4О

Предлагаемая бинарная система работает следующим образом.

Сигнал у (t) с выхода задатчика

2 сравнивается с сигналом у(т.) с выхода объекта 1 управления в блоке 4

6 сравнения. Полученный сигнал поступает непосредственно на вход первого модульного элемента 8> а на входы других модульных элементов 8 — 8 „— через дифференциаторы 7„ — 7„ „ соответствующих порядков. Сйгналй с выходов модульных элементов через соответствующие первые усилители 9„- 9> подаются на вход первого сумматора

10, с выхода которого сигнал подается на вход блока 11 умножения, сигнал с выхода блока сравнения и сигна587 4 ,лы с выходов дифференциаторов 7 — 7

П-1 .подаются через соответствующие вторые усилители 12„ — 12„ на вход второго сумматора l3, полученная на выходе сумматора 13 линейная комбинация ошибки х(1) и ее (и-1)-й производной есть ошибка контура КПОС d(t), которая подается на вход релейного элемента 14, сигнал с выхода которого подается на вход инерционного фильтра

20. Сигналы с датчиков 15„. — 15 К возмущений подаются через соответствующие вторые модульные элементы

161 — 16к и третьи усилители 17„ - 17 на вход первого сумматора 10, сигна,лы с выходов вторых модульных элементов 161 — 16K через соответствующие четвертые усилители 18 — 18 к на вход третьего сумматора 19, с выхода которого сигнал поступает на второй вход инерционного фильтра 20, с выхода которого сигнал подается на второй вход блока 11 умножения.

В предлагаемой системе связи по измеряемым возмущениям образованы датчиками 151 — 15 возмущений вторыми

Ф модульнйми элементами 161 — 16 „, третьими 17„ — 17 и четвертыми

18 — 18 усилителями и третьим сумК матором 19.

Технико-экономический эффект предлагаемой бинарной системы с координатной и координатно-парамет рической обратными связями состоит в том, что она гарантирует более высокое качество и точность регулирования по сравнению с известной системой за счет обеспечения независимости переходных процессов как от изменяющихся параметров объекта, так и от действующих на объект внешних сил, что достигается путем введения в систему с КПОС дополнительных связей по измеряемым возмущениям.

Как показали результаты натурноматематического моделирования, применение предлагаемой системы для стабилизации заданного значения рудной нагрузки или отношения железо/углерод позволяет обеспечить точность стабилизации не ниже 0,37. Это гарантирует сокращение колебаний кремния в чугуне на 0,012Х. и снижение удельного расхода кокса на 2,4 кг/т чугуна, что обеспечивает экономический эффект порядка 100000 руб.в год на одну доменную печь большого объема.

1117587

Заказ 7218/31

Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. -Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Лащев

Редактор О. Юрковецкая Техред С,Мигунова Корректор А. Зимокосов