Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием

Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 t1A ч (7) ) Заявитель (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ДЛЯ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ

Изобретение относится к системам уп рввжния нестацнанвриыми объектами с запаздыванием со случайными задающим н возмущакицим возцействиями, в частности к самонастраивающимся системам с мове. лью объекта, и может быть использована для управления техналагижскими прсцес» сами.

Известна адаптивная система для ав томатнчзского регулирсввния объектов с переменным коэффициентом усиления, со цержвшая элемент, формирсввтель сигчгвла управлежя нелинейный карректнруисащий блок, объект, датчик, выход когараго подключен к вторсму входу сравнивающего элемента, первый вход блака деления со единен с входам эацатчикв, второй вход с выходам сравнивающего элемента, в ваеход.с вторым входом формирователя ув» равляющего сигнала (1).

Недостатком системы является воаищновение зависимости коэффициента уснле» ния от юличины сигнала задания прн на вгчии запаздывания в объекте.

Известна также система для управления объектами с запаздыванием, реализующая спасоб автоматического регулирования тех» налогических параметров и соцержащая паследовательна соединенные задвтчик, сравнивающий элемент, первый сумматор, регулятор, второй сумматор, исполнитеж ный орган, объект, датчик, измерительный дреобрвэаватеж, послэдсввтельно соединенные цифференцируюший блок, лагический элемент, выход которого подключен к вторым входам первого сумматора и второго сумматора, а второй вход - к выходу сравнивающего эжментв и входу дифференцируюшега блока, выход измеритель.ного преобразователя подключен к второму входу сравнивающего элемента (2).

Недостатком известной системы является невысокое быстродействие и точность щж случайных изменения сигнала задания и возмущений, действующих нв объект.

Наиболее близким техническим решением является самонастраивающаяся сиотема управления цля объектов с звпаэдааК (4 м 1+Т

q P

3 93246 ввнием, содержащая задающее устройство, блок оптимизации, посжцовательно соединенные первый эжмент запаздывания и первую модель обьекта, посждсвательно соециненные первый сравнивающий элемент, s регулятор, сумматор, обьект, второй сравнивающий элемент, блок подстройки и вторую модель обьекта, первый вход когорой соецинен с вторым входом первой модели, второй вход с вькодом сумматора и входом первого элемента сравнения, выход блока оптимизации подключен к второму входу регулятора, второй вход блока подстройки соединен с выходом первого элемента запаздывания, третий вход с выхо- rs дом первой модеа обьекта и вторым входом второго сравнивающего эжментв(3).

Недостаток устройства - неудовлетворительное быстродейсгвие всждствие гго стройки параметров регулятора по сигна- >й лу ошибки регу ирования, зависящей от запаздывания обьекта.

Ilerrrь изобретения - повышение быстроцействия системы управления.

Для цостижения указанной цели система содержит последовательно соединенные второй элемент запаздывания и третий сравнивающий элемент, второй вход которого подключен к выхоцу обьекта, а выход к входу блока оптимизации, вход

30 второго элемента запаздывания с оединен с выходом задающего устройства и вторым входом первого сравнивающего элемента.

На чертеже изображена блок-схема самонастраивающейся системы.

Система содержит первый элемент 1 запаздывания, первую модель 2 обьекта, второй сравнивающий эжмент 3, блок 4 подстройки, вторую модель 5 обьекта, первый сравнивающий эжмент 6, регул тор 7, сумматор 8, обьект 9, блок 10 о оптимизации, задающее устройсгво 11, второй эжмент 12 запаздывания, третий сравнивающий эжменг 13.

Система работает следующим образом.

При изменении сигнала возмущения

45 и/или задания Х3 появляется сигнал рассогласования ЬХ1, который отрабатывает регулятор 7. При данном управлении через упреждающую вторую модель

5 обьект 9 находится вне замкнутого 50 контура управления и не всяяет нв устой° чивость замкнутой системы. При отработке bXp сигнал: с выхода второй модели

5-Х заимеет одинаковое значение с выходм ным сигналом через время запазцывания.

Если параметры моделей 2 и 5 не адекватны параметрам обьекта 9, вследствие его нествционарности, то в самой

0 б системе предусматривается их перестрой«а, Перестройка параметров моделей 2 и 5 проводится через блок 4 подстройки, который согласно определенным алгоритмам по сигналам, поступающим с выходов первого элемента 1 запаздыващщ первой модели 2-Х м и второго сравнивающего эжмента 3 прсизводит сценку параметров обьекта 9.

Динамика широкого класса промьйвленных обьектов с запаздыванием доста» точно точно описывается операторной функцией вида

-ре, ко(а>

+o() +т,р где о - время чистого запвздыввни

К0 То- коэффициент усиления и постоянная времени обьекта;

Р=—

Дф

При этом операторные функции модежй 2 и 5.выбираются в виде тогда алгоритм подстройки коэффициента

К (t ) при использовании в блоке 4 под стройки одношаговой релаксационной процедуры имеет вид к (ц.к (-т >+

) 3+) Х3()

24 к„{+2) gq(t) » где Х (1), Х3 (.В), Х„„„(Ц - выхосесые сигналы блоков 1,3,2 соответственно, К (4-T ) - коэффициент К. в момент времени, йредшествующий нв время ;

Выходные значения блока 4 подстройки перестраивают одновременно как первую 2, так и вторую 5 модеющ обьектв.

Для повышения быстродействия сисгемы блок 10 оптимизации вырабатывает управляющее воздействие на перестройку пара» метров регулятора 7 в зависимости or ве ычины разности ЬХ. выходной переменной обьекта Х, и задания регулятору Х со сдвигом на время запаздывания Ez .

При использовании ПИ-закона регулирования алгоритм работы блока 10 опти« мизвцж параметров регулятора 7 можно использовать, например, в вице И=@ - ; кр(ы =к, (+-г)+с„м;

Т, Н)= p(t)C, гце М> М - соответственно .заданное. и действительное число перемен знака сигнала 6 Хцна интер вале времени Св, 5 9324

Кр(), Кр®- коэффициент передачи регулятора соответственно в теку» -щий момент времени 6 и в момент, предшествующий на время С4 В

Т (4) - время изодрома регулятора в

И текущий момент времени;

C,Ñ - коэффициенты, выбираемые для конкретного обьекта 9.

Алгоритм работы блока 10 оптимиза 30 ции обеспечивает стабижзацию числа деремен знака сигнала 6Х на интервале временны 1 путем уменьшанця Кр и Т при ЬЙ (О, и увещгиения Ко и Т„прй

hN7 0Э .Н0 при этом отн щение Kp H Tu остается постоянным и равным Са .

Таким образом, преимущества систе-.мы проявляются при частых изменениях сигнала задания Х,, н возмущающего воздействия f

?0

Величина ЬХй характеризует действительную точность отработки регулятором

7 сигнала зацаййя Х, что обеспечивает повьааение быстродействия системы на 510% по сравнению с известными система- > миэ

Ф ормула изобретения

Зй

Самонастраивающаяся система управления для обьектов с запаздыванием, содержащая задающее устройство, блок оп, тимизации, цоследова тельно с ое дкненные первый . эжмент запаздывания и первую з модель обьекта, последовательно соеди60 6 пенные первый сравнивающий эжмент, регулятор, сумматор, обьект, второй сравнивающий элемент, блок подстройки и вторую моцеж обьекта, первый вход которой соединен с вторым входом первой моцеа обьекта, второй вхоц с выходом сумматора и входом первого эжмента запаздывания, а выход с первым входом первого эжмента сравнения, выход блока оптимизации подключЬн к второму входу регулятора, второй вход блока подстройки соединен с выходом первого элемента запаздывания, третий вход с выходом первой модели объекта я вторым входом второго сравнивающего элемента, о тл и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, она содержит последоватежно соединенные второй эжмен1 залаздывания и третий сравнивающий элемент, второй вход которого подключен к выходу обьекта, а вы» хоц к входу блока оптимизации, вход второго элемента запаздывания соединен с выходом зацающего устройства и вто-. рым входом первого сравнивающего эжмента.

Источники информации, принятые во взимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 572761, кл. G 05 В 13IO2, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М. 409192, кл. G 05 В 11 01, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Ж 648947, кл. И 05 В 13/02, 1979 (прототип) .

932460

Составитель А. Лвцев

Редактор Е. Папп Texpeg М. Гергель Корректор Н. Швндкая.Заказ 3782/67 Тираж 908 Пормисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4