Устройство адаптивной настройки статических параметров многосвязной автоматической системы

Устройство адаптивной настройки статических параметров многосвязной автоматической системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Устройство адаптивной настройки параметров многосвязной автоматической системы относится к технике автоматического регулирования и управления и может быть использовано для стабилизации статических параметров существенно нестационарных объектов. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Поставленная цель достигается введением в устройство контуров адаптации объектов, составляющих многосвязную систему автоматического управления, позволяющих путем изменения параметров блоков обратных преобразований осуществлять настройку результирующих коэффициентов преобразования объектов, входящих в замкнутый контур управления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСжИХ социАлистических

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1) .(05 В 23/00

1 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетениям и отнРы иям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4466673/24-24 (22) 22.07.88 (46) 30..09.90. Бюл. М 36 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Ю.И.Тронь и Т.В.Кириллова (53) 62-50(088,.8) (56) Electronic, Design, 1974, ч. 24, 1(22, р. 170, fig. 2.

Авторское свидетельство СССР

S" 1474596, кл. (: 05 В 23/00. (54) УСТРОЙСТВО АДАПТИВНОЙ НАСТРОЙКИ

СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МНОГОСВЯЗНОЙ .АВТОМАТИЧЕСКОЙ CNCTENW (57) Устройство адаптивной настройки параметров многосвязной автоматичесИзобретение относится к технике автоматического регулирования и управления и может быть использовано ° для стабилизации статических параметров существенно нестационарных объектов, входящих в многоконтурную сис- тему автоматического управления, имеющую один или несколько замкнутых контуров подчиненного регулирования.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из первогочетвертого элементов 1 - 4 сравнения системы, первого и второго объектов

5 и 6 управления, первого и второго блоков 7 и 8 обратных связей, первого - четвертого элементов 9 - 12 сравнения модели, модели 13 первого

2 кой системы относится к технике автоматического регулирования и управ-. ления и может быть использовано для стабилизации статических параметров существенно нестационарных объектов. Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается оведением в устройство контуров адаптации объектов, составляющих многосвязную систему автоматического управления, позволяющих путем изменения параметров блоков обратных npeoGpaэований осуществлять настройку результирующих коэфФициентов преобразования объектов, входящих в замкнутый контур управления, 1 ил.. объекта управления, -модели 14 второго объекта управления модели, первого и второго блоков 15 и 16 блоков обратных связей, блока 17 решения системы алгебраических уравнений, первого и второго блоков 18 и 19

Формирования сигналов задания, пятого и шестого элементов 20 и 21 сравнения первого и второго контуров адаптации, первого и второго 22 и 23 регуляторов, третьего и четвертого блоков 24 и 25 обратных связей первого и второго контуров адаптации.

Первый объект 5 управления и первый блок 7 обратной связи образуют первый контур регулирования, второй объект 6 управления и блок 8 - второй контур регулирования. Адаптивная настройка статических параметров многосвязной автоматической системы

1596310 с помощью предлагаемого устройства начинают с определения коэффициентов первого контура.

Математические .модели, определяющие соотношение статических параметров для первого контура и его модели, имеют следующий вид:

Ф

1 х1 у1м

1м

1ф\

1 + К1 х11 ) + К1м где X u Y - преобразуемый авто1 матической системой в первом контуре сигнала и его преобразованное значение;

S,,К и p - соответственно ко- .

1 эффициенты: результирующий, прямого и обратного преобразований первого контура системы;

Х и У - преобразуемый мо1Ai м делью первого контура сигнал и его преобразованное значение;

S, К и р - соответственно ко1М ММ (Hi эффи циенты преобра- Ç5 зова ния: результирующийй, цепей прямого и обратного преобразования модели первого конту- 40

P> °

Из уравнения (1) очевидно,. что результирующий коэффициент S первого контура системы синтезируется исходя из реальных значений парамет- ров как самого контура, так и его модели. Тогда в соответствии с сигналом Х,, подаваемым на вход перво"

ro контура системы, получают сигнал

У, на выходе в соответствии с уравнением у,(1 + к,(х,,t) p + к,„p,) = К1(х,,t)X1, (3) 55 а в соответствии с сигналом Х,„., подаваемым на вход первого контура мо дели, - сигнал У« на выходе в соответствии с уравнением

r1 + K1(X,,t) ь, +

+ к,„, 1= к„х,. (4) Из уравнения (4) можно получить аналитическое выражение для коэффициента обратного преобразования исследуемого контура

3 к1мх(м Y,ì(1 + K м / м () к1(х1эа)у,м

Подставив (5) в (3), получают (6) Следовательно, измеряя в устано-т вившихся режимах сигналы Х„, X

9N

У, и У, на входе и выходе системы

1м и модели по известному коэффициенту преобразования модели К,, можно вычислить в блоке 17 коэффициент прямого преобразования К „ первого контура системы.

На основании полученного значения коэффициента К, и требуемого значения коэффициента S результирующего преобразования первого контура в блоке 17 определяется требуемое значение коэффициента р,„ об-. ратного преобразования модели, необходимое для компенсации нестационарности коэффициента К,:

+ к, - Я„" (1 + к,) (7) 1м Я» К

1м полученное значение коэффициента подается на вход первого блока

18 формирования сигнала задания, сигнал с которого подается на вход пятого элемента 20 сравнения. Элемент 20 сравнения, регулятор 22 и третий блок 24 обратной связи образуют первый контур адаптации первого контура управления, представляющий собой следящую систему. B исходном, невозмущенном, состоянии, когда коэффициент К„ соответствует заданному значению, регулятор 22 находится в таком положении, при котором коэффициент р также соответствует заданному для формирования требуемого значения коэффициента результирующего преобразования первого контура управления. Следовательно, сигнал ошибки аЧ следящей сис1596310

При возникновении отклонения коэффициента К, от требуемого значени1, получаемого на основании уравнения (6), блок 17 формирует новое значение параметра р, на основании ко" торого Формируется новое значение 10 сигнала задания. Сигнал рассогласования dV, устраняется сгедящей системой, к1торая устанавливает регулятор

22 в новое, установившееся, значение. Таким образом, в процессе функционирования первого контура управления системы в результате выполнения алгоритмов (6) и (7) в блоке 17 и наличия контура адаптации осуществляется компенсация параметрических возмущений коэффициента S, первого обьекта за счет непрерывной настройки коэффициента р модели. При этом в случае использования астатической следящей системы ошибка по положению отсутствует, что обеспечивает точную стабилизацию результирующего коэффициента первого контура управления. Далее определяется коэффициент прямого преобразования вто- ЗО рого контура. Для этого контура первый контур с результирующим коэффициентом преобразования S, выполняет функцию контура подчиненного регулирования ° Тогда математическая модель исследуемой системы имеет вид (X ) 2$1ПК2м г 2 = У

Йм 1

Поэтому, измеряя значения 7 и

У „, no известному значению S, и требуемому значению S можно вычислить в блоке 17 соответствующие

40 коэффициенты К2 и р

$1К1 (Х2 ° t) 2

Y (14

S22$, К

Формула изобретения, устройство адаптивнои настроики статических параметров многосвяз- где Х и 72м темы равен нулю и система находится в равновесии. где Х и Y — преобразуемая величина

2 и ее преобразованное значение для второго контура системы;

$,К и p — соответственно коэффициенты преобразования: результирующий, цепей прямого и обратного преобразования второго контура.

Соответствующая модель имеет вид

2М Х 1+SiK2 Х2,t)t -12+$РЛ 2м 2м преобразуемая величина и ее преобразован-. ное значение модели второго контура;

S,К, — соответственно коэф2м м 2м фициенты преобра зова " ния: результирующий, цепей прямого и обрат ного преобразования модели второго контура.

В соответствии с сигналом Х2 погучают сигнал 72 на выходе второго контура системы в соответствии с уравнением т,(1 + S,Ê,(õ,,t) p, + S,„ê,„р )= (X,9t)X г (10) и сигнал Y на выходе модели м

Y2„(1 + S,K („,,t) P, +

Из ура внения (11 ) та кже можно получить аналитическое выражение для коэффициента обратного преобразования

S1, iК2мХ2 72м(1+$1 K 2м g (12) Подставив (12) в (10) . получают

S,K (Х,t)-S E1+S K<(X<, )д), Полученное значение р подается на второй блок 19 формирования сигнала задания, сигнал с выхода которого подается на шестой элемент

21 сравнения. Элемент 21 сравнения, регулятор 23 и четвертый блок 25 обратной связи образуют второй адап" тивный контур, также представляющий собой позиционную следящую систему, функциональную аналогично первому . адаптивному контуру.

1596310!

20

30

35 ной автоматической системы, содержащее последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый элементы сравнения системы, первый и второй объекты управления, а также первый и второй блоки обратной связи модели первого и второго блоков обратной связи, последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый элементы сравнения модели, модели первого и второго объектов управления, причем выход первого объекта управления соединен с входом первого блока обратной связи, выход второго объекта управления соединен с входом второго блока обратной связи, выход модели первого объекта управления подключен к пер" вому входу модели первого блока обратной связи, выход модели второго объекта управления соединен с первым входом модели второго блока обратной связи, выход первого блока обратной связи системы соединен с вторыми входами четвертого элемента сравнения системы и третьего элемента сравнения модели, выход второго блока обратной связи системы соединен с вторым входом второго элемен- . та сравнения системы и первым входом первого элемента сравнения модели, выход первого блока модели обратной связи соединен с вторыми входами четвертого элемента сравнения модели и третьего элемента сравнения системы, выход модели второго блока. обратной связи соединен с вторым входом второго элемента сравнения модели и первым входом первого элемента сравнения системы, вторые входы первых элементов сравнения системы и модели соединены с входом устройства, а выходы третьих элементов сравнения системы и модели, первого и второго объектов управления и моделей первого и второго объектов управления соединены соответственно с первого по шестой входами блока решения системы алгебраических уравнений, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены первый и второй блоки формирования сигнала задания, третий и четвертый блоки обратной связи, пятый и шестой элементы сравнения, первый и второй регуляторы, причем входы первого и второго блоков формирования сигналов задания соединены соответственно с первым и вторым выходами блока решения системы алгебраических уравнений, а их выходы — с первыми входами пятого и шестого элементов сравнения, выходы которых соединены с входами первого и второго регуляторов, выход первого регулятора соединен с вторым входом модели первого блока обратной связи и через третий блок обратной связи - с вторым входом пятого элемента сравнения, выход второго ре гулятора соединен с вторым входом модели второго блока обратной связи и через четвертый блок обратной связи с,вторым входом шестого элемента сравнения.

1596310

Тираж 659

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101

;Редактор А.Огар

Заказ 2909

Составитель Г. Нефедова

Техред М.Ходанич Корректор А.Обруцар