Способ оптимизации малоинерционных объектов с несимметричной статической характеристикой
(1 1) 682873
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советсйий
Социалистических
Рвспублил (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.06.76 (21) 2373464/18-24 (51) М. Кл. -
G 05В 13/00 с присоединением заявки №
СССР по делам изобре1ений н открытий
Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32
Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УДК 62-50 (088.8) (72) Автор изобретения
Г. М. Гурович (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ МАЛОИНЕРЦИОННЫХ
ОБЪЕКТОВ С НЕСИММЕТРИЧНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ
ХАРАКТЕР И СТИ КОЙ
Государстненный комитет (Приоритет
Изобретение относится к теории и технике автоматпчсск1гх систем о,гп;мизации и может быть использовано в качестве теоретическо."1 основы при разработке различных систем оптимизации малоинерционных одно- и многоканальных управляемых объектов, обладающих экстремальной статической характеристикой. Предполагается, что статическая характеристика объекта несимметрична относительно точки экстремума, аппрокснмирована полиномом с положительнымп и отрицательными степенямя аргумента I: в течение определенного, весьма незначител лого проме хутка времени, необходимого дл я реал изаци и всех операций способа, может считаться стабильной.
Предлагаемый способ автоматической оптимизации может быть использсван при экстремальном управлении различными технологическими агрегатами и машинами, например, такими, как двигатель внутреннего сгорания при управлении мощностью по скорости вращения вала при различных степенях открытия дросселя, выпарной аппарат при управлении коэффициентом теплопередачи по уров1но выпариваемой жидкости при различном процентном содержании сахара, двигатель самолета прн управлении километровым расходом топлива по скорости голета при различном полетном весе, дизель при i правлении удельным расходом топлив, по скорости вращения вала при р23.!н iiio!i мо1цности, синхронный двигатель прн управлении током нагрузки по току возбуждения гри различной мощности на валу, камера сгорания при управлении температурой газов в камере по расходу воздуха прп изменении подачи топлива н
10 его состава, линия электропередачи (линия электропроводной связи, телемеханики, телеизмерения) прп управлении потребляемой мощчостью по нагрузке при изменении емкости между проводами и проводимости
15 пзсляции и др.
Известный с. особ автомати1еской оптимизации (1) состоит в моделнровант1и входного воздействия объекта линейно изменяющимся сигналом, определении и фнк20 сации половины его значения, измеренного между реверсами входного воздействия, моделировании входного воздействия дополнительным сигналом, измерении и запоминании его в интервалах между первым
25 i!» третьим реверсами входного воздействия, суммировачия половин сигналов, измеренных в указанные промежутки, и фиксации входного воздействия при равенстве дополнительного сигнала и
30 полученной полусуммы.
682873
Известный способ при использовании для управления малоинерционными объектами с несимметричной экстремальной статической характеристикой не позволяет получить высокую скорость и точность определения экстремума.
Целью предлагаемого способа автоматической оптимизации является повышение точности и быстродействия определения экстремума в малоинерционных объектах, статическая характеристика которых несимметрична относительно точки экстремума.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что запоминают первый регулирующий и регулируемый сигналы, формируют заданное приращение регулирующего сигнала, запоминают второй регулируемый сигнал, реверсируют регулирующий сигнал и изменяют его до момента равенства регулируемого сигнала первому регулируемому сигналу. Запоминают третий регулируемый сигнал, формируют заданное приращение регулирующего сигнала, запоминают четвертый регулирующий и регулируемый сигналы, умножают четвертый регулирующий сигнал на разность четвертого и третьего регулируемых сигналов. Из полученного сигнала вычитают произведение первого регулирующего сигнала на разность второго и первого регулируемых сигналов и произведение сигнала приращения на разность четвертого и первого регулируемых сигналов и делят на разность третьего и четвертого регулируемых сигналов, уменьшенных на разность второго и первого регулируемых сигналов. Полученный сигнал запоминают, сравнивают с ним регулирующий сигнал и при их равенстве регулирующий сигнал фиксируют.
Способ автоматической оптимизации рассмотрим на примере управления потребляемой мощностью по нагрузке какого-либо приемника, питаемого от линии электропередачи, Способ иллюстрируется чертежем. На нем приняты следующие обозначения:
r — аналоговый сигнал входного воздействия — сопротивление нагрузки;
P — аналоговый сигнал выходного воздействия — потребляемая нагрузкой мощность;
P(r) †экстремальн статическая характеристика (ЭСХ);
P„ — зона нечувствительности;
1 — I, I I — II — секущие, аппроксимирующие ЭСХ в зоне экстремума; точка Š— точка экстремума; точка F — точка пересечения секущих; точки В, С вЂ” точки реверса исполнительного механизма входного воздействия; точки А, D — точки удаленные на фиксированное расстояние от точек В и С соответственно; точка Π— точка, соответствующая ис10
4 ходному состоянию исполнительного механизма (начальному значению входного воздействия);
r, r» гс, r» r» г — значения аналого. вых сигналов входного воздействия, соответствующие точкам А, В, С, D, Е, F.
Пример выполнения способа (перечень операций). Изменяют сигнал входного воздействия (полагаем, что движение по экстремальной статической характеристике началось из точки О вправо). Одновременно измеряют и запоминают сигналы входного гс и выходного Рс воздействия в точке
С статической характеристики управляемого объекта (сигнал Р меньше экстремального P на величину зоны нечувствительности Р„). Измеряют и запоминают сигнал выходного воздействия Рд в точке D статической характеристики (после точки С движение вправо по характеристике продолжается до точки D, сигнал r больше сигнала r на величину Лу).
Реверсируют направление изменения входного воздействия в точке D (движение по ЭСХ от точки D началось влево), измеряют и запоминают сигнал выходного воздействия Р в точке В характеристики (сигнал Р меньше сигнала PE на величину Рн) °
Одновременно измеряют и запоминают сигналы входного r и выходного
Р воздействий в точке А статической характеристики (после точки В движение влево по характеристике продолжается до точки А, сигнал r меньше сигнала r> на величину Лг). Реверсируют направление изменения входного воздействия в точки А (движение по ЭСХ от точки А началось вправо). Определяют значение сигнала входного воздействия (точка представляет собой точку пересечения двух секущих 1 — 1 и II — II, проведенных через точки А, В и С, D соответственно, секущие
1 — 1 и II — II аппроксимируют статическую характеристику в зоне экстремума) по формуле .4 (Рв — Р4 ) — гс (Рд — Рс) — Ь (Рд — Рс) (Рв — Рл ) — (д Рс) запоминают сигнал r>, сравнивают текущее значение сигнала входного воздействия r с сигналом гр.
Фиксируют входное воздействие при равенстве сигналов r и гр.
В связи с возможным дрейфом ЭСХ и действием возмущений всю приведенную последовательность операций по мере необходимости повторяют.
Эффективность способа особенно заметна при ярко выраженной несимметрии ЭСХ.
К технико-экономическим преимуществам способа следует отнести скорость поиска экстремума, превосходящую в 1,5 — 2 раза скорость известного способа, точность поиска, превосходящую в 2 — 3 раза точл
П с р
Составитель А. Лащев
Корректор Л. Тарасова
Редактор И. Грузова
Заказ 2004/14 Изд. № 506 Тираж 1035 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 нооть известного способа, длительный стационарный режим, наступающий после одного рабочего цикла поиска.
Формула изобретения
Способ оптимизации мал оинерционных объектов с несимметричной статической характеристикой, основанный на формировании приращения регулирующего сигнала и запоминания регулирующего и регулируемого сигналов, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия определения экстремума, запоминают первый регулирующий и регулируемый сигналы, формируют заданное приращение регулирующего сигнала, запоминают второй регулируемый сигнал, реверсируют регулирующий сигнал и изменяют его до момента равенства регулируемого сигнала первому регулируемому сигналу, запоминают третий регулируемый сигнал, формируют заданное приращение регулирующего сигнала, запоминают четвертый регулирующий и регулируемый сигналы, умножают четвертый регулирующий сигнал на разность четвертого и третьего регулируемых сигналов, из полученного сигнала вычитают произведение первого регулирующего сигнала на разность второго и первого регулируемых сигналов и произведение сигнала приращения на разность четвертого и первого регулируемых сигналов и делят на разность третьего и четвертого регулируемых сигналов. уменьшенных на разность второго и первого регулируемых сигналов, полученный сигнал запоминают, сравнива15 ют с ним регулирующий сигнал и при их равенстве регулирующий сигнал фиксируют.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
20 1. Авторское свидетельство СССР № 492853, кл. G 05B 13/02, 1975 (прототип).
