Адаптивный регулятор

Адаптивный регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

I! сп>746414

К АВТОРСКРМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.1?77 (21) 2561926/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 070780 (51)М. Кл.2

G 05 В 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК62-50 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

Р.A. Алиев, A.Ì. Шубладзе и С.М. Джафаров

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации в нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (5 4 ) АДАПТИВНЫЙ РЕ1 УДНТОР

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического регулирования общепромышленных, в частности, нефтеперерабатывающих и нефтехимических объектов, характеризующихся наличием инерционностей и з апаздывани я, Известен адаптивный регулятор с переменной структурой (1), функцио- . нально состоящей из основного контура, который в последовательно сое.диненных блоках (дифференциаторе, первом сумматоре, второй вход которого соединен со входом дифференциатора, множительном устройстве, второй вход которого соединен с выходом ограничителя, интеграторе и втором сумматоре, второй вход которого соединен со входом интегратора) формирует пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования, и контура адаптации.

Контур адаптации, содержащий последовательно соединенные блок уьвтажения, входы которого соединены со входом дифференциатора и выходом первого сумматора, двухпозиционное реле, инерционное звено и ограничитель, выход которого соединен со вторым входом множительного устройст-. ва, формирует автоматически изменяемый коэффициент усиления как усредненное значение двух постоянных уровней.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является адаптивный ре1;улятор (2) содержащий последовательно соединенные первйй сумматор, дифференциатор, второй сумматор, первый усилитель, третий сумматор, интегратор и четвертый сумматор и последовательно соединенные блок определения модуля, фильтр с переменной структурой, второй усилитель и блок умножения. Выход . первого сумматора через последовательно соединенные второй сумматор, блок умножения и третий сумматор соединен со вторым входом четвертого сумматора.

Однако точность работы таких регуляторов недостаточна.

Повышение точности работы регулятора — цель изобретения. Эта цель достигается тем, что предложенный регулятор содержит последовательно соединенные блок изменения структу746414 ры и ключ, выход которого соединен со входом блока определения модуля, вход дифференциатора соединен с первым входом блока изменения структуры, а выход со вторым входом блока изменения структуры и вторым входом ключа.

На чертеже изображена структурная схема предложенного регулятора, содержит первый 1,второй 2, третий

3 и четвертый 4 сумматоры, дифференциатор 5, первый 6 и второй 7 усилители, блок умножения 8, интегратор 9, блок изменения структуры 10, ячейку типа ключ 11, блок определения модуля 12 и фильтр 13 с переменной структурой.

Работает регулятор следующим образом.

Регулятор реализует закон управления Ц(Ц= (N„+ К ) (Е+Т Е) 7 1(Ц;Ко®Н

Ф (8)- дЕ(6) дО, к„(l) > o... (I) 10 где с" — сигнал рассогласования рав- 25 ный Х х - регулйруемая выходная координата объекта; время;

9 — переменная интегрирования; п " Ко" соответственно постоянная и автоматически изменяемая часть коэффициента усиления регулятора;

7 „ 7 — соответственно постоянная времени дифференцирования и и интегрирования.

Выходной сигнал X объекта регулирования и задание хз поступают на соответствующие входы сумматора 1, выходной сигнал которого поступает на вход дифференциатора 5 и на первые входы сумматора 2 и блока изменения структуры 10. Выходной сигнал дифференциатора 5 поступает на первый вход ключа 11 и на вторые 45 входы блока изменения структуры 10 и сумматора 2, выходной сигнал

Е+ Т86 которого поступает на вход усилителя 6 и на первый вход блока умножения 8. На другой вход блока 5р умножения 8 поступает выходной сигнал контура адаптации с усилителя 7.

Выходной сигнал сумматора 3 и сумма выходных сигналов усилителя

6 и блока умножения 8, поступают на вход интегратора 9 и на первый вход сумматора 4, на второй вход которого поступает выходной сигнал интегратора 9. В сумматоре 4 формируется выходной сигнал регулятора П(г.) .

В контуре адаптации на основе сиг- 60 налов Я и формируется автоматически изменяемая часть коэффициента усиления регулятора по алгоритму

К (t) = rnid(Å,Å) IE/ ...,(2) где m — настраиваемай масштабный коэффициент;

V (F-ô) — переменная функция, приI чем

f 7 при ЕЕ О (3)

04о E. E. 07 которая. реализуется с помощью блока изменения структуры 10 и ключа

9 -ячейки 11; максимальное значение модуля реальной производной, формируемое на основе выходного сигнала(И блока определения модуля 12 в фильтре 13 по алгоритму (4) I< = IE, 7д ð /И =(У 7 «7, J 1 Я где Т„и Т вЂ” постоянные времени фильтра.

Входной и выходной си гн алы дифференциатора 5 поступают на соответствующие входы блока изменения структуры 10, который производит логическое умножение в фазовой плоскости (f, Д. Выходные сигналы дифференциатора 5 и блока изменения структуры 10, поступают на соответствующие входы ключа 11, который на основе выходного сигнала блока изменения структуры 10 Sign CE, либо замыкает вход блока 12 с выходом дифференциатора 5 (при ЕЕ<0), либо размыкает, при ЕЯ > О. В блоке 12 формируется сигнал Ч (Е F)IЯ!, который поступает на вход фильтра 13. При выбранном соотношении, постоянных времени Т< и

Т фильтр 13 оценивает максимальное зй ачен ие модуля прои з водной по. алгоритму (4), который, умножаясь на постоянный масштабный коэффициент

rn во втором усилителе 7, поступает во второй вход блока умножения 8 основного контура регулятора.

Применение предложенного регулятора для автоматического регулирования объектов с изменяющимися параГ метрами (7, < ), позволило по сравнению с известными регуляторами улучшить качество регулирования эа счет более эффективной адаптации автоматически изменяемой части коэффициента усиления.

Регулятор парирует изменении параметров(Т ) в передаточной функции объекта следующим образом.

При увеличении постоянных времени передаточной функции объекта переходной процесс в системе будет аппериодическим. Фильтр переключается с Т на Т, что уменьшает значение автоматически изменяемой части коэффициента усиления регуляторак, тем самым исключает перерегулир

746414

Формула изобретения

Составитель A. Лащев

Редактор Л. Утехина Техред И. Петко . КорректоР Е. Папп

Заказ 3941/36 Тираж 956 Подпи оное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ванне и уменьшает время регулирования переходного процесса.

При уменьшении постоянных времени передаточной функции объекта,соответствующем колебательному переходному процессу, фильтр переключа- 5 ется с Т на Т, увеличивая значение изменяемой части. коэффициента усиления, равное ml tl . Но на отрезке времени t переходного процесса при котором pj>0, блок изменения структуры 10, производя логическое умножение сигналов б и, выдает управляющую команду на -ячейку (ключ 11), которая размыкает вход блока 12 и выход дифференциатора 5.

Вследствие этого изменяется часть коэффициента усиления регулятора равна нулю. A на отрезке времени t переходного процесса при котором

< О, вход блока 12 замыкается с выходом дифференциатора 5, вследствие чего значение к становится равным m(Е(. Тем самым на отрезке переходного процесса, при котором

ЕЕ (О, рассогласование быстро стремится к нулю. В результате уменьша- 25 ется t> переходного процесса, а также перерегулирование.

Регулятор с такой адаптацией изменяемой части коэффициента усиления позволил по сравнению с известными 30 регуляторами уменьшить перерегулирование и время регулирования переходного процесса системы, что повышает точность регулирования.

Применение этого регулятора 35 позволит улучшить качество регулирования температуры реактора и тем самым увеличить глубину отбора бен-, зина на 1%, Адаптивный регулятор, соцержащий последовательно соединенные первый сумматор, дифференциатор, второй сумматор, первый усилитель, третий сумматор, интегратор и четвертый сумматор и последовательно соединенные блок определения модуля, фильтр с переменной структурой, второй усилитель и блок умножения, выход первого сумматора через последовательно соединенные второй сумматор, блок умножения и третий сумматор соединен со вторым входом четвертого сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения точности регулятора, он содержит последовательно соединенные блок изменения структуры и ключ, выход которого соединен со входом блока определения модуля, вход дифференциатора соединен с первым входом блока изменения структуры, а выход - со вторым входом блока изменения структуры и вторым входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. йвторское свидетельство СССР

Р 467327, кл. 05 В 13/02, 1974 °

2. Приборы и системы управления . М., 1977, Р 1, с. 6-9 (прототип).