Система управления для объектов с запаздыванием

Рйтен.но б- .В ага ;i"а

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6i) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2542839/18-24

Союз Советсмик

Социалнстннесних

Республик я (51) М. Кл

Q 05 В 13I02 с присоединением заявки № йауааратааккьй каиктат

СССР в делан кзаарвтаыа а аткрытка (23) ПриоритетОпубликовано 25.02.79Вюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УД.К 62-50 (088. 8) A. А. Ашимов, Д. Ж. Сыздыков, Г. М. Тохгабаев и А. В. Заграничный

P2} Авторы изобретения

Казахский политехнический институт нм. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ QJIH ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ Изобретение относится к системам автоматического управления объектами с запаздыванием, параметры которых, неизвестны или меняются во времени. Та« кие ъекгы встречаются в металлургической, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Известна система управления объектами с запаздыванием, в которой кроме основного контура регулирования для компенсации запаздывания вводится второй контур, содержащий модель объекта управления без запаздывания и элемент запвепыввиия (11 . Работе геиих систем основана на точном знании модели объек15 та без запаздывания и времени запаздывания Поэтому изменение параметров объекта во времени может привесгй к ухудшению качества автоматического регулирования, а в некоторых случаях к

26 неустойчивой работе системы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система, содефкащая последова тельно соединенные первую модель объекта, первый блок сравнения, блок подстройки, блок оптимизации, регулягор н сумматор, выход когорого. через объект управления соединен со вторым входом первого блока сравнения и через элемент запаздывания — со входом первой модели объекта, выход когорой соединен со вторым входом блока подстройки и вторым входом блока оптимизации, а выход второго блока сравнения соединен со вторым входом регулягора и третьим входом блока оптимизации, выход блока подстройки соединен со вторым аховом первой мопепв объеата (2j..

Однако эта система имеет малые быстродействие и устойчивость.

11ель изобретения — повышение устойчивостин н быстродействия сисгемы.

Для этого система содержит вторую модель объекта, выход которой соединен со входом второго блока сравнения и четвертым входом блока onòèìèçàöèí, первый вход — с выходом сумматора, а

64894 7 второй вход — с выходом блока подстройки, вход первой модели объекта соедИнен с третьим входом блока подстройки.

На чертеже дана структурная схема системы.

Система состоит из второго блока 1 сравнения, регулятора 2, объекта 3 управления, первого блока 4 сравнения, первой модели 5 объекта, элемента 6 запаздывания, второй модели 7 объекта, блока 8 подстройки, блока 9 оптимизации и сумматора 10.

Второй блок 1 сравнения соединен с входом регулятора 2, выход регулятора

2 — с входом объекта 3 управления, выход объекта 3 — с первым блоком 4 сравнения. Вход первой модели 5 объекта (без запаздывания) соединен с входом объекта 3 через элемент 6 запаздывания, а вход второй модели 7 объекта (без запаздывания} — непосредственно с входом объекта. Выход первой модели 5 соединяется со вторым блоком 4 сравнения, выход которого соединен с входом блока 8 подстройки, другие двв входа соединены с входом и выходом первой модели 5. Выход блока подстройки соеди=: нен с параметрическими входами моделей

5 и 7. Выход второй модели 7 соединен со входом второго блока 1 сравнения.

Вход блока 9 оптимизации соединен с выходами блоков 1,5, 7 и 8, а выход блока 9 оптимизации соединен с параметрическим входом регулятора 2,.выход когорого соединен с сумматором 10.

Система работает следующим образом.

При изменении сигнала х и/или задания Xgog появляегся сигнал рассогласования !AX, который отрабатывается регулятором 2. При данном управлении через упреждающую вторую модель 7 объект 3 управления находится вне замкнутого конгура управления и не влияег на устойчивость замкнутой системы. При отработке сигнала рассогласования g Õ сигнал с выхода второй модели 7 будет иметь одинаковое знечение с выходным сигналом через время запаздывания.

Если параметры моделей 5 и 7 не адекватны параме трам объекта 3 управления го в самой cHcreMe предусматривается их перестройка. Перестройка параметров моделей 5 и

7 проводится через блок 8 подстройки, который согласно определенным алгоритмам по сигналам, поступающим со входа и выхода модели 5 и выхода первого блока 4 сравнения производит оценку пара метров объекта.

В данной схеме замкнутый контур ",àрвмегрического управления «е содержи r элеменг звпвэдъ вания 6, r.e. перес-рой.ка параметров проводится только со сдвигом нв время запаздывания.

Выходные значения блока 8 подстройки перестраивают одновременно квк первую модель 5, гак и вторую модель 7.

Блок оптимизации процесса управления исходя из значения сигналов с выхода второго блока 1 сравнения, блока 8 подстройки и сигналов с выхода моделей

5 и 7 вырабатывает управляющее воэдействие нв перестройку параметров регулягорв 2 при изменении параметров объекта с целью улучшения функционирования процесса.

В связи с тем, что в данной системе управления для объектов с запаздыванием управление выходной переменной объекта

Хо производится с применением адэпгивной модели, устойчивость процесса

25 управления будет зависеть or устойчивости движения в замкнутых контурах параметрического управления и управления самим объектом. Устойчивость движения в данных замкнутых контурах определяЗО ется значениями параметров входящих в них элементов. При наличии элемента запаздывания в одном из замкнутых контуров устойчивость движения системы

35 определяется критическим временем запаздывания, при котором система будет находиться на границе устойчивости

Преимущество предлагаемой системы по сравнению с известными состоит в том, что элемент запаздывания вынесен из обоих замкнутых контуров управления и величина запаздывания не оказывает влияния на устойчивое движение процесса управления, что дает возможность управлять объектами с большим временем запаздывания и выбирать коэффициенты передачи регулятора исходя из результатов оптимизации известных критериев качества процесса управления.

Формула изобре гения

Система управления для объектов с запаздыванием, содержащая последовательно соединенные первую модель объекга, первый блок сравнения, блок подстройки, блок оптимизации, регулятор и сумматор, выход которого через объект управления соединен со вторым входом первого блока сравнения и через элемент

64994 7

Составитель A. Лащев

Редактор Т. Клюкина Техред К. Гаврон Корректор С. Б1екмар

Заказ 555/44 Тираж 1014 Поаииоиоо

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П1!П "Патент", r. Ужгород, ул. Проекгная, 4 запаздывания — co входом первой модели объекта, выход которой соединен со вторым входом блока подстройки и вторым входом блока оптимизации, а выход второго блока сравнения соединен со вторым входом регулятора и третьим входом блока оптимизации, выход блока подстройки соединен со вторым входом первой модели объекта, о т л и ч а юm а я с я тем, что, с целью повьппения устойчивости и быстродействия системы, она содержит вторую модель объекта, выход которой соединен со входом вгорого блока сравнения и чегвергым входом блока оптимизации, первый вход— с выходом сумматора, а второй входс выходом блока подстройки, вход первой модели объекта соединен с третьим входом блока подстройки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании M 1361211, кл. Cj 05 В 13/00, 1973.

2. Патент Великобритании No 1436758, кл. Cj 05 В 13/00, 1976.