Адаптивная система регулирования для объектов с изменяющимся запаздыванием

Адаптивная система регулирования для объектов с изменяющимся запаздыванием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»»>968788 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 2912.80 (21) 3225429/18-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 231082, Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 23.10.82

Р1 М К з

G 05 В 13/02

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДХ 62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.A. Москаленко, Г.Т. Кулаков, В.A.. Коробс

A.Т. Кулаков, h1.Г. Ковалевский и Н.С. Орлов,1,,Np.

l

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени:, », „ р;. Г»»;, политехнический институт (71) Заявитель

54 АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ОБЬЕКТОВ

С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ЗАПАЗДЫВАНИЕМ

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов с изменяющимся транспортным запаздыванием и может быть использовано,,в частности для автоматизации тепловых процессов электростанций.

Известна система, содержащая . электронную вычислительную машину, которая моделирует объект регулирования и осув.,ествляет поиск параметров модели (1 ).

Не дост атк ами дан ной системы являются высокая стоимость, сложность, снижение надежности и потери на по-. иск, что ограничивает их применение для регулирования технологических процессов с транспортным запаздыванием, а в большинстве случаев делает их использование неприемлемым.

Наиболее близким техническим решением является адаптивная система регулирования для объектов с изменяющимся запаздыванием,.содержащая последовательно соединенные задатчик, сравнивающий элемент, регулятор, объект и последовательно соединенные упредитель и модель с регулируемым запаздыванием, подключенную входом к второму входу сравнивающего эле".лента, а выходом — к третьему входу сравнивающего элемента, четвертый вход которого соединен с выходом объекта, подключенного входом к входу упредителя L2J.

Недостатком известной системы является понижение быстродействия системы при- увеличении запаздывания объекта и снижение точности вследствие необходимости уменьшения коэффициента .передачи регулятора при увеличении запаздывания.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности.

Цель достигается тем, .что система содержит последовательно соединенные задатчик запаздывания, счетчик, блок регулирования, последовательно соединенные дешифратор, управляемый генератор опорной частоты, последо20 вательно соединенные первый усилитель, первый .триггер и последовательно соединенные второй усилитель и второй триггер, поключенный первым и вторым выходами соответствен25 но к первому и второму входам дешифратора, подключенного третьим и четвертым входами соответственно к. первому и второму выходам первого триггера, вторым и третьим выходом30 соответственно к второму и третьему

968788

10

25

Триггер 8

"Запрет генерации 14"

"Сложение

12" - "Разрешение генерации 14"

"Вычитание

12" - PRB решение генерации 14"

"Запрет гене рации .1 4 ".

65 входам счетчика, четвертым выходомк второму входу управляемого генератора опорной частоты, выход которого подключен к пятому и шестому входам счетчика, выход блока регулирования подключен к второму входу модели с регулируемым запаздыванием, выход которой подключен к входу первого усилителя, вход второго усилителя соединен с выходом объекта.

На фиг.1 изображена блок-схема систе>ы; на фиг.2 и 3 - блок-схемы возможной реализации соответственно дешифратора и блока управления системы.

Система содержит задатчик 1, сравнивающий элемент 2, регулятор 3, объект 4, упредитель 5, модель б с регулируемым запаздыванием, второй усилитель 7, второй триггер 8, первый усилитель 9, первый триггер 10, дешифратор 11, счетчик 12, задат-. чик 13 запаздывания, управляемый геператор 14 опорной частоты {УГОЧ), блок 15 управления.

Первый усилитель.9 и второй усилитель 7 помимо усиления осуществляют фильтрацию входных сигналов с помощью встроенных фильтров.

Дешифратор 11 предназначен для расшифровки состояния триггеров 8 и 10, а также для выработки управляющих сигналов переключения режимов с етчика 12 "Сложение" илИ "Вычитание " и управляемого генератора.14 опорной частоты {"Запрет" или

"Разрежение" генерации) согласно таблице.

Триггер 10 Управляющий сигнал

Дешифратор 11 на четыре входа может иметь блок-схему, как, например, изображенную на фиг.2, где обозначено элемент 11 - 16, (1 ), (2) и т.д. — номера входов и выходов. триггеров 8, 10 и дешифратора 11.

Счетчик 12 выполнен реверсивным, причем его второй вход предназначен для восприятия сигнала: на сложение„ третий вход - на,вычитание, пятый и шестой входы — для подачи опорной частоты. Выход счетчика является параллельн м кодом содержащегося в нем числа.:.

Задатчик 13 имеет органы управления и соответствующие схемы для подачи оператором команд, либо на установку заданной величины запаздывания, либо для подачи пробного единичного сигнала.

Блок 15 управления при значительном диапазоне изменения запаздывания объекта может иметь блок-схему, например, изображенную на фиг.3, где обозначено: цифроаналоговый преобразователь .(II ) 17, усилитель 18, исполнительная. схема 19. Последняя выполнена в виде последовательно соединенных реэисторного делителя (Rgg) эмиттерного повторителя на сдвоенных транзисторах (Т,Т ) и лампочки накаливания (Л), используемой в качестве эмиттерного резистора, при этом модель б должна содержать фотореэистор в качестве входного элемента на втором входе.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии автоматичес- кой системой регулирования произведена отработка задания, поступающая с эадатчика 1. Триггеры 8 и 9 находятся в нулевом сос.оянии. При этом с первого выхода дешифратора 11 на первый вход УГОЧ 14 поступает потенциал, запрещающий генерацию. В счетчике 12 находится либо код, установленный эадатчиком 13 исходного кода запаздывания, либо код запаздывания предыдущего цикла адаптации. Величина запаздывания модели 6 с регулируемыми запаздыванием приведена блоI(oM 15 регулирования в соответствие с кодом реверсивного счетчика 12 запаздывания.

Очередной цикл адаптации осуществляется при каждом изменении оператором либо задания с задатчика 1, либо при подаче на сравнивающий элемент 2 пробного .единичного сигнала. При этом изменение сигнала на выходе объекта 4 регулирования .и модели 6 с регулируемой задержкой появится соответственно через время запаздывания о и, где о — объект, м — модель.

Начало изменения сигналов на выходах объекта .4 и модели б определяется соответствующими с помощью усилителей 7 и 9, которые формируют пороговые потенциалы переключения для триггеров 8 и 10 практически без задержки. При этом, если первым в единичное состояние устанавливается

9б8788 триггеР 10, то м < о, если он устанавливается вторым то "м "о

В первом случае сигналом с второго выхода дешифратора 11 счетчика. 12 устанавливается в режим сложения с

t управляемого генератора 14 снимается запрет на генерацию, и в счет«чик 12 заносится дополнительное ко" личество импульсов, пропорциональное разности То — . Генерация управляемого генератора 14 в рассматриваемом случае прекращается, когда триггер 8 также установится в единичное состояние, так как при этом с четвертого выхода дешифратора 11 на него поступает запрещающий сигнал.

Во втором случае счетчик 12 устанавливается в режим вычитания сигналом с третьего выхода дешифратора 11, при этом из содержимого счетчика 12 вычитаются импульсы, т.е. реализуется аналогичным образом заВисимос?ь (р )

Регулировка запаздывания в модели 6 осуществляется блоком 15 регу лирования, получающим с выходов счетчика 12 код разности запаздывания модели и объекта. Этот код преобразуется с помощью ЦАП 17 (фиг.3) в. аналогичный сигнал, который после усиления усилителем 18 вызывает изменение накала лампочки (Л) исполнительной схемы 19, которая воздействует на фоторезистор модели б и изменяет ее запаздывание так, чтобы оно стало равным запаздыванию объекта 4.

Подстройка системой запаздывания модели, например, котлоагрегата при изменении его запаздывания в пределах 52-12 3 с при переходе со

100% на 50% нагрузку позволяет увеличить быстродействие системы примерно в 2 раза, а также повысить ее точность.

Формула изобретения

Адаптивная система регулирования для объекта с изменяющимся запаздыванием, содержащая последовательно соединенные задатчик сравнивающий элемент, регулятор, объект и последовательно соединенные упредитель и модель с регулируемым запаздыванием, подключенную входом к второму входу сравнивающего элемента, а выходом — к третьему входу сравнивающего элемента, четвертый вход

I0 которого соединен с выходом объекта

Ф подключенного входом к входу упредителя, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродействия и точности системы, она содержит последовательно соединенные

15 задатчик запаздывания, счетчик, блок регулирования, последовательно соединенные.дешифратор, управляемый генератор опорной частоты, последовательно соединенные первый усилитель, 2() первый триггер и последовательно соединенные второй усилитель и второй триггер, подключенный первым и вторым выходами и соответственно к первому и второму входам дешифрато-.

g5 ра, подключенного третьим и четвертым входами соответственно к первому и второму выходам первого триггера, вторым и. третьим выходом — соответственно к второму и третьему

ЗО входам счетчика, четвертым выходомк второму входу управляемого генера- . тора опорной частоты, выход которого подключен к пятому и шестому входам счетчика, выход блока регулирования подключен к второму .входу модели с регулируемым запаздыванием, выход которой подключен к входу первого усилителя, вход второго усилителя соединен с выходом объекта.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием.

М., "Машиностроение", 1974, с. 254.

2. ДраЪюк Б.Н. и Синайский Г.В.

45 Системы автоматического регулирования объекта с транспортным запаздыванием..М., "Энергия", 1969,с. 33

:(прототип).

968788

Й) Визг (zg

® Эиф атора (1/ 11

РыхаЬг ригррИ

1и и

Фию. z

Ош силниюа

И

Составитель В. Нефедов

Редактор A. Шандор Теехред И. Гайду Корректор М. Немчик

Заказ 8166/76 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ 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