Адаптивный регулятор с переменной структуройвптвфонд тш

«и 436328

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 19.09.72 (21) 1830196/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) П р нор итетвЂ

Опубликовано 15.07.74. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 27.02.75 (51) М. Кл. б 05b 13/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР

Il0 делам иаааретений и открытий (53) УД1х 621.3.078(088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Емельянов, А. М. Шубладзе, A. Г. Уланов и А. П. Окунев

Ордена Ленина Институт проблем управления автоматики телемеханики (71) Заявитель

8АТ5

Ф60 SNftE0T68 (54) АДАПТИВНЫЙ РЕГУЛЯТОР

С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к области адаптивных систем с переменной структурой и может быть использовано для управления объектами, параметры которых меняются в широком диапазоне. Требуемое качество регулирования в этих условиях достигается за счет адаптации параметров регулятора к изменяющимся параметрам объекта и условиям внешней среды.

Известны адаптивные регуляторы с переменной структурой, имеющие основной канал регулирования, содержащий параллельно включенные дифференциатор и первый интегратор, выходы которых подключены к первому и второму входам IIBpiBQI сумматора, а входы — к третьему его входу и входу регулятора;,выход первого сумматора подключен .к первому входу множительного устройства, выход которого является выходом регулятора; и канал настройки коэффициента усиления регулятора, содержащий два блока выделения модуля, выходы которых через последовательно соединенные второй сумматор и второй интегратор подключены ко входу множительного устройства.

Однако известные адаптивные регуляторы не обеспечивают требуемого качества регулирования при управлении объектами с переменными параметрами и при изменении условий внешней среды.

Целью изобретения является улучшение качества регулирования при изменении условий внешней среды и при улравлении объектами с переменными параметрами.

Поставленная цель достигается тем, что.канал настройки коэффициента усиления регулятора содержит д ва логических устройства, первые входы кЬторых подключены ко входу регулятора, вторые входы — к соответствую1р щим выходам дифференциатора, а выходы подключены ко входу соответствующего блока выделения модуля.

На чертеже представлена блок-схема регу= лятора, где; 1 — основной канал регулирова15 ния; 2 — канал настройки коэффициента усиления регулятора; 3 — множительное устройство; 4, 5 — логические устройства; 6, 7 — пропорциональные блоки; 8, 9 — логические блоки; 10, 11 — блоки выделения модуля; 12, 13, 14, 15 — сумматоры; 16 — дифференциатор;

17, 18 — интеграторы.

Работает регулятор следующим образом.

В основном канале регулирования 1 реализуется следующий закон управления:

t /) (/) = е т (11е + (Ае) еЫ/ (1) о где в в входной сигнал регулятора, являющийся сигналом ошибки регулирования; pIe—

3р выходной сигнал дифференциатора 16;

436328

p ) вЖ"" — выходнои сигнал интегратора 17. о

Выходной сигнал регулятора U(t) формируется множительным устройством 3, на входы которого поступает сигнал основного канала 1

Ui (/) и сигнал канала настройки коэффициента усиления К„, (t).

Сигнал, определяющий коэффициент усиления регулятора, формируется в канале 2 следующим образом:

К„„(t) = К,(0) + ) (а V (е, 5,,) е, —

j3/ Ч (е, Sg) в() dt", К„(t) )О) (2) где cx, P — параметры настройки; К„. (О)— значение выходного сигнала интегратора 18 в момент пуска регулятора.

Логические устройства 5 и 4 формируют выходные сигналы:

1п (S ) la е51)О

l0 в51(0 (3) у (S i 10 е,5 )О (4)

1 в 85g(0 где S, Sg — уравнения прямых переключений-в. фазовом пространстве (е, в), проходящих:через.начале координат, причем коэффициент при производной в уравнениях положителен.

Выходные сигналы с устройств 4, 5 поступают на блоки выделения модулей 10, 11. Сигналы с блоков 10, 11 через последовательно соединенные сумматор 15 и интегратор 18, поступают на второй вход множительного устройства 3, изменяя коэффициент усиления регулятора.

Регулятор с законом управления, определяемым формулами (1) — (4), целесообразно использо вать для управления промышленными объектами, характеризующимися наличием инерционностей и запаздывания, причем параметры объекта: К„- — коэффициент передачи; т — постоянная запаздывания; Т вЂ” постоянная времени в процессе регулирования могут меняться в широких диапазонах.

Изменение параметров объекта приводит к двум случаям: 1) переходные процессы становятся колебательными, колебательно-неустойчивыми; 2) .переходные процессы становятся апериодическими, настолько медленными, что перестают удовлетворять требованиям на качество переходного процесса.

В первом случае сигнал К„(t), формируемый каналом настройки 2, начинает уменьшаться за счет того; что входной сигнал интегратора 18 отрицателен, т. к. в силу определенных

4 соотношений между а и р при колебательных п роцессах выходной сигнал блока 10 больше выходного сигнала блока 11. Уменьшение

l(„ lt) приводит и уменьшению оощего коэффициента контура регулирования и повышению устойчивости.

Во втором случае выходной сигнал, формируемый каналом настройки 2, начинает увеличиваться, так как при затянутых апериоди10 ческих процессах и тех же соотношениях между а и р, что и в предыдущих случаях, выходной сигнал блока ll существенно больше выходного сигнала блока 10. При этом коэффициент усиления возрастает и тем самым улуч1я шаются переходные процессы, становятся оолее быстрыми.

Непрерывное изменение К„,, (/) в предлагаемом адаптивном регуляторе с переменной структурой исключает возможность возникно20 .вения скользящих движений, что существенным образом сказывается на динамике и характере процессов регулирования, Новый принцип, используемый в предлагаемом регуляторе, позволяет осуществить адаптацию параметров регулятора к изменяющимся параметрам объекта произвольного порядка, используя информацию лишь о выходной .координате и о производной. что ранее представлялось нев,озможным.

Предмет изобретения

Адаптивный регулятор с переменной структурой, имеющий основной канал регулирования, содержащий параллельно включенные дифференциатор и первый интегратор, .выходы которых подключены к первому и второму входам первого сумматора, а входы — к третьему его входу и входу регулятора, выход

40 первого сумматора подключен к первому входу множительного устройства, выход которого является выходом регулятора, и канал настройки .коэффициента усиления регулятора, содержащий два блока выделения модуля, 4З выходы которых через последовательно соединенные второй сумматор и второй интегратор подключены ко второму входу множительного устройства, отличающийся тем, что, с целью улучшения качесгва регулирования при изме60 нении,параметров объекта и условий внешней среды, канал настройки коэффициента усиления регулятора содержит два логических устройства, первые входы которых подключены ко входу, регулятора, вторые входы — к соотзз вегствующим выходам дифференциатора, а выходы подключены ко входу соответствующего блока выделения модуля.

436328

Составитель В. Чекалин

Техред 3. Тараненко

Корректор E. Рогайлина

Редактор Б. Нанкина

МОТ, Загорский цех

Заказ 6375/12 Изд. № 1866 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5