Устройство для компенсации запаздывания

А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 01) 3 С 05 В 11/01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(7 1) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электрических машинпостоянного тока Прокопьевского завода Злектромашина"(56) 1, Гурецкий Х, Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. Пер. с польск. М., "Машиностроение", 1974, с. 157.2. Авторское свидетельство СССР 9 263016, кл. С 05 В 11/01, 1970 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЗАПАЗДЬП)АНИЯ, содержащее последовательно соединенные первый блок сравнения, регулятор, первый корректиРующий блок с запаздыванием и объектуправления, вход которого ерез первую модель объекта управления соединен с первым входом второго блока сравнения, а выход регулятора через модель корректирующего блокабез запаздывания соединен с входомвторой модели объекта управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности устройства, оно содержит второй корректирующий блок с запаздыванием, выходом подключенный к первому входупервого блока сравнения, второйвход которого соединен с выходомвторой модели объекта управления,выход объекта управления соединенс вторым входом второго блока сравнения, выход которого подключен квходу второго корректирующего блока с запаздыванием.1 О 25 Целью изобретения является повышение точности устройства для компенсации запаздывания. 55Поставленная цель достигается тем, что устройство для компенсации запаздывания, содержащее последоваИзобретение относится к техникепостроения замкнутых систем автоматического регулирования, содержащихзвенья с запаздыванием.Известны устройства для компенсадни запаздывания, используемыев замкнутых системах различного назначения для устранения влияния запаздывания на устойчивость системы 17.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство, использованное в замкнутой системе авторегулирования,состоящей из последовательно соединенных первого блока сравнения, регулятора, корректирующего блока сазапаздыванием и объекта управления, содержащее второй блок сравнения, первый вход которого связан с выходом регулятора посредством последовательно соединенных модели корректирующего блока без запаздывания и модели объекта управления, а второй вход второго блока сравнения связан с входом объекта управления посредством второй модели объекта управления. При этом выход объекта управления и выход второго блока сравнения соединены с входами перво- ЗО го блока сравнения 27.В прототипе используется прием дифференциального сравнения сигналов без запаздывания, поступающих в устройство с входа и выхода коррек. тирующего блока с запаздыванием, благодаря чему компенсируется влияние запаздывания этого блока на устойчивость замкнутой системы. Однако отсутствует положительное влия О ние такого устройства на статическую точность системы (главным образом на ее способность компенсировать действие возмущений на объект управления а также затруднитель на физическая реализация устройства в том случае, когда корректирующему блоку с запаздыванием соответствует реальная физическая среда, не допускающая возможности построения устройства-прототипа без звеньев с запаздыванием. тельно соединенные первый блок сравнения, регулятор, первый корректирующий блок с запаздыванием и объектуправления, вход которого через первую модель объекта управления соединен с первым входом второго блока сравнения, а выход регулятора через модель корректирующего блокабез запаздывания соединен с входомвторой модели объекта управления,содержит также второй корректирующий блок с запаздыванием, выходомподключенный к первому входу первого блока сравнения, второй входкоторого соединен с выходом второймодели объекта управления, выходобъекта управления соединен с вторым входом второго блока сравнения,выход которого подключен к чходувторого корректирующего блока с за.паздыванием,На чертеже представлена совмещенная функциональная и структурная блок-схема предлагаемого устройства для компенсации запаздывания,Устройство состоит из последовательно соединенных первого блока сравнения 1 с управляющим воздействием Х, регулятора 2 с передаточной функцией И, первого корректирующего блока 3 с запаздываниемЬ, и передаточной функцией У, е и объекта управления 4 с передаточной функцией У, выходным сигналом и приведенным к выходу объекта возмущающим воздействием Е.Первая модель объекта управления 5 с передаточной функцией Ы,щ связывает вход объекта управления 4 с первым входом второго блока сравнения б, второй вход которого соединен с выходом объекта управления 4 непосредственно. Выход регулятора 2 черед модель 7 первого корректирующего блока 3 без его запаздыванияимеющей передаточную функцию Ы, соединен с входом второй модели объекта управления 8 с передаточной функцией И;ь, выход которой связан с вторым входом первого блока сравнения 1. Кроме того, устройство содержит второй корректирующий блок 9 с запаздыванием 72 ы передаточной функцией И. е "2, выходом подключенный к первому входу первого блока сравнения 1, а1108390 20 гВНИИХИ Заказ 5862/32 Тираж 842 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 входом связанный с выходом второго блока сравнения 6.При идентичности передаточных функцйй первой 5 и второй 8 моделей объекта управления его, собственной передаточной функции, т.е. при Ио = Ч , а также при идентичности передаточных функций первого корректирующего блока 3 без его запаздыванияи его модели 7, т.е, при У 4 = Ч 4, общая передаточная функция системы с ее устройством для компенсации запаздывания, характеризующая в операторной форме записи связь между выходным сигналом Х(р) объекта управления 4 с упРавлЯюЩим Хо(Р). и возмУщакзцим 2(Р) воздействием, принимает вид Отсутствие в знаменателе полученного выражения передаточной функции членов, содержащих запаздывание, указывает на достигаемый эффект его компенсации на устойчивость системы, причем обеспечивается инвариантность устойчивости к изменениям запаздываний как первого 3, так и второго 9 блоков с запаздыванием.Повышение точности работы устройства по,управляющему воздействию определяется независимостью первого слагаемого передаточной функции, определяющей связь Х = Е(Х ), от параметров второго корректирующего блока с запаздыванием 9, входящего в состав цепи обратной связи объекта управления 4 с первым блоком срав нения 1 и регулятором 2 системы.Кроме того, в статическом установившемся режиме работы может быть дополнительно повышена статическая точность системы по возмущающему воздействию, если связать величинустатического коэффициента передачивторого корректирующего блока с запаздыванием 9 с величинами стати ческих коэффициентов передачи регу.лятора 2, первого корректирующегоблока с запаздыванием 3 и объекта/управления 4 таким образом, чтобычислитель дроби второго слагаемого 10 в полученном выражении передаточной функции системы, определяющийзависимость х = Г(Е), обратилсяв нуль (при р - О). Это достигаетсяпри соотношенииК К1Р огде К - статический коэффициентГпередачи регулятора 2;К - статический коэффициентпередачи первого блока 3,К - статический коэффициентпередачи объекта управления 4;К - выбираемьц статический ко 2эффициент передачи второгокорректирующего блока с запаздыванием 9.Наличие в устройстве двух корректирующих блоков с запаздыванием ЗО (3 и 9), связывающих регулятор 2 иобъект управления 4, облегчает практическую реализацию устройства длякомпенсации запаздывания в тех случаях, когда регулятор и объект уп равления Разделены физической средой, не допускающей возможности использования устройства компенсациизапаздывания по 23, основанномуна возможности безынерционного (без 40 запаздывания) сравнения сигналов,снимаемых до и после компенсируемого звена с запаздыванием.Использование изобретения позволяет увеличить точность работы сис темы по управляющему и возмущающему воздействию, обеспечивая инвариантную компенсацию запаздываний обеих корректирующих блоков с запаздыванием, связывающих регулятор и 50, объект управления.