Система автоматического управления нестационарным объектом

 

Изобретение относится к системам управления нестационарным динамическим объектом. Цель изобретения снижение чувствительности и расширение диапазона устойчивой работы в реальных условиях. Поставленная цель достиг.ается тем, что система управления содержит последовательно соединенные корректирующее устройство, модель объекта управления и модель использования устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 С 05 В 11/01

ВСгСОЕЗН1 Я

13 ., „...,.;,„) 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОВСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3825467/24-24 (22) 11.12.84 (46) 23 ° 10.86. Бюл. У 39 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А, Н, Новиков и Н. И. Соколов (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 113?279, кл. С 05 В 11/01, 1984.

„„SU„„1265693 А 1 (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ (57) Изобретение относится к системам управления нестационарным динамическим объектом. Цель изобретенияснижение чувствительности и расширение диапазона устойчивой работы в реальных условиях. Поставленная цель достигается тем, что система управления содержит последовательно соединенные корректирующее устройство, модель объекта управления и модель использования устройства. 1 ил.

1265693

1

Изобретение относится к автоматике и может бЫть использовано при проектировании- систем автоматического управления различными объектами с переменными параметрами, Цель изобретения — снижение чувствительности системы к технологическим и эксплуатационным разбросам параметров элементов регулятора и !

О расширение диапазона устойчивой работы системы в реальных услбвиях.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления нестационарным объектом.

Система содержит элемент 1 срав!

5 нения, последовательное корректирующее устройство 2, суммирующий усилитель 3, исполнительное устройство 4, объект 5 управления, модель 6 корректирующего устройства, модет 7 исполнительного устройства, модель 8 объекта управления, корректирующее устройство 9.

Элемент 1 сравнения, последовательное корректирующее устройство 2, суммирующий усилитель 3, исполнительное устройство 4, объект 5 управле" ния и модель 6 корректирующего устройства соединены последовательно, выход блока 6 соединен с вторым входом суммирующего усилителя 3, третий вход суммирующего усилителя через последовательно соединенные модель 7 исполнительного устройства, модель 8 объекта управления и корректирующее . 35 устройство 9 соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход объекта управления соединен с инвертирующим входом элемента сравнения.

Система работает следующим образом, Задающее воздействие Х поступа ет на вход элемента 1 сравнения. С выхода элемента сравнения сигнал рассогласования. поступает на вход после45 до ват ельно го корректирующе ro устройства 2 с постоянными параметрами, которое выполнено, например, в виде блока интеграторов. С выхода последовательного корректирующего устройства сигнал U ïîñòóïàåò на вход суммирующего усилителя 3 ° С выхода сум" мирующего усилителя сигнал U Е поступает на вход исполнительного устройства 4. С выхода исполнительного устройства сигнал Y поступает на вход нестационарного объекта 5 управления. С выхода объекта управления сигнал Х поступает на инвертирующий вход элемента сравнения, а также на вход модели 6 последовательного корректирующего устройства с постоянными параметрами, которая выполнена, например, в виде блока интеграторов.

С выхода модели последовательного корректирующего устройства сигнал Uz поступает на второй вход суммирующего усилителя. На третий вход сумми рующего усилителя поступает сигнал

U с выхода модели 7 исполнительного устройства с постоянными параметрами, выполненной, например, в виде блока интеграторов. На вход модели исполнительного устройства поступает сигнал Z „ с выхода модели 8 объекта управления с постоянными параметрами, выполненной, например, в виде блока интеграторов, На вход модели объекта управления поступает .сигнал Z с выЕ хода корректирующего устройства 9 с постоянными параметрами, выполненного, например, в виде блока интеграторов, На вход корректирующего устройства 9 поступает сигнал U с выхоЕ да суммирующего усилителя.

Введение блоков 7-9 позволяет при формировании значений коэффициентов характеристического полинома замкнутой системы, требуемых для минимизации уровня помех на входе в исполнительное устройство и обеспечения заданных динамических свойств в режиме управления, избежать введения внутренних положительных обратных связей. Тем самым обеспечивается малая чуаствительность системы к технологическим и эксплуатационным разбросам параметров элементов регулятора и.расширение диапазона работы системы в реальных условиях.

Пусть объект 5 управления и исполнительное устройство 4 описываются соответственно дифференциальными уравнениями

lIo J ь„р K(t(=V,(t(Y(tl, ь

Оу

+ С .Р У(О=С, 0 (t1, С„ (.о где Р— оператор дифференцирования, b, с„- константы.

Уравнение суммирующего усилителя

U8 (t) ™су у (e),; (t) 1

Тогда последовательное корректирующее устройство 2 описывается дифференциальнь(м уравнением

1265693 и

ky

+ < u,(t) оo,(Х (t)-X(t)),.( ку

Модель 7 исполнительного устройства и модель 8 объекта управления описываются соответственно дифференциальнымии ур ав не ния ми

Vl ку 11

C p U (t)=c Z (t);

4 3

rl0 р . Z (t)=K . Z (), К =const 125

11 -о корректирующие устройство 9 д,у, P Z (г.) = .

1=о

"1 P I Þ 30

При этом дифференциальное уравнение, описывающее движение в замкну, той системе, имеет вид ()- ()= оч, ° () з()у (1) .КУ,1 нУ y h

4(p)= Е d„P »с„P -ь„p +

"-0 /=о

n +Vl ill пу

1 " Р +К .с,J c Р

40

1nv 1 — очо 1 Со (), 45

=P +A Р" + +А РВ1ку+ + г -1 "кч 1

+ А„+«t)A. 1Р""" +М +

"ку-1

+K(t)А 1 х р кч1+ «(А

+K(t)A ) P+K(t)A

Здесь n=n, +n„„+n; А, A. — const

i=1, п 1, 1=0,п

Поскольку дифференциальное уравнение (1) не имеет производных в правой части, то динамические свойства системы определяются его левой чагде и у — константы, обеспечивающие ус- .5 тойчивость последовательно ro коррек-, тирующего устройства 2.

Модель последовательного корректирующего устройства 6 описывается при этом дифференциальным управлени- 10 ем л„„- Пк -1

P" 1 (t) = 6, ) P" Х(г.) .

10 " " д 4=0 стью. При этом желаемые значения коэффициентов А. =А,, А. =А, обеспечивающие с одной стороны требуемые динамические свойства системы в режиме управления, а с другой стороны— минимально возможную при этом величину дисперсии сигнала на входе в исполнительное устройство, достигаются независимо друг от друга при следующем однозначном выборе коэффициентов к,„, („,ь .

II к

К ------А

cv,у о

1=

= ---- — -А, у =0 п -1 о К С У+1 ку

1У вЂ” ) с(ññ. b,„), i=о i:o

Формула изобретения

Система автоматического управления нестационарным объектом, содержащая последовательно соединенные элемент сравнения, последовательное корректирующее устройство, суммирующий усилитель, исполнительное устройство, объект управления и модель корректирующего устройства, выход которой соединен с вторым входом суммирующего усилителя, выход объекта yn-.

4

К с К (1 1 су о о

f =О, и-2 °

При этом найденные значения К оу ° очевидно суть положительные чис(Ъ ла, а значения h, всегда могут быть сделаны таковыми за счет выбора о(1

Это соответствует наличию в системе лишь отрицательных внутренних обратных связей, что и обеспечивает малую чувствительность системы к технологи". ческим и эксплуатационным разбросам параметров элементов регулятора.

Таким образом, система автоматического управления нестационарным объектом позволяет обеспечить малую чувствительность к технологическим и эксплуатационным разбросам параметров элементов регулятора, По сравнению с известной расширение диапазона устойчивой работы предлагаемой системы в условиях параметрических воз.%мущений регулятора достигает 10-15 раз, Прй этом минимизируется уровень помех на воде в исполнительное устройство и обеспечиваются требуемые динамические свойства системы в режиме управления при изменении параметров объекта в широких пределах.

1265693 ь виях, в нее введены последовательно соединенные корректирующее устройство, модель объекта управления и модель исполнительного устройства, BbI

5 ход которой соединен с третьим входом суммирующего усилителя, а вход корректирующего устройства — с выходом суммирующего усилителя. равления соединен с инвертирующим входом элемента сравнения, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения чувствительности системы к технологическим и эксплуатационным разбросам параметров элементов регулятора и расширения диапазона устойчивой работы системы в реальных услоСоставитель В. Титов

Техред И.Верес Корректор С. Черни

Редактор E. Папп

Заказ 566j/43 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4