Система управления объектом с запаздыванием

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИЦИХЮесиижРЕСПУБЛИН Ц 9) Ш) 05 В 1302 ОБРЕТЕН ОПИСАН И АВТОРСКОМУ ИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОЮРИТИЙ(71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе и Московский институт стали и сплавов (72) С.В.Емельянов, З.П.Авдеев, Л.П,Мышляев, С.К.Коровин, Г.А.Арыков, .Е.В.Соловьева и И.Г.Литвинцев (53) 62-50(088.8)(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМС ЗАПАЗДЫВАНИЕМ, содержащая объектуправления, первый задатчик, последовательно включенные сумматор, первый блок сравнения, второй блок сравнения, первый интегратор, первый регулятор, зкстраполятор, блок задерж-,ки, третий блок сравнения и модельобъекта без запаздывания, подключенная выходом к первому входу сумматора, второи вход которого соединен с выходом объекта управления, причем выход первого задатчика подключен к второму входу первого блока сравнения, выход первого интегратора - к второму входу второго блока сравнения, выход первого регулятора - к второму входу третьего блока сравнения, выход экстраполятора - к входу объекта управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены второй задатчик, источник постоянного сигнала, последовательно включенные четвертый блок сравнения, второй интегратор, квадратор, пятый блок сравнения, З второй регулятор и шестой блок сравнения, выход которого соединен с . дополнительным входом первого интегратора,а второй вход - с выходом иск точннка постоянного сигнала, выход Я второго задатчика подключен к второму входу пятого блока сравнения, пер- ффффф вый вход четвертого блока сравнения соединен с выходом третьего блока 4 сравнения, а второй вход - с выходом второго интегратора. Ю20024 20 25 30 35 40 1Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаэдьвания и подверженными влиянию неконтролируемых возмущений.Динамика объекта по каналам регулирования в ограниченном диапазоне приращений к фактическому режиму управления описывается передаточной функцией О чУ(р) - И е = Юо(р)е , (1)о в которой 1.(р) и М(р) - полиномы от р, причем степень полинома 1.(р) не превьппает степень полинома М(р);время запаздывания, Характеристики возмущений существенно изменяютсяМ на интервале длительностиЗадача управления заключается в обеспечении инвариантности выходной величины объекта от неконтролируемых возмущений.Цель изобретения - повышение точности системы.На чертеже представлена блок-схема системы управления объектом с запаздыванием.На чертеже приняты обозначения: 0(С) - управляющее воздействие в С-й момент времени; 7 - выходная величина (сигнал) объекта управления У(й) - неконтролируемое возмущение.Система управления содержит объект 1 управления, экстраполятор 2, блок 3 задержки, третий блок 4 сравнения, модель 5 объекта запаздьвания сумматор 6, первый регулятор 7, первый интегратор 8, второй блок 9 сравнения, первый блок 10 сравнения, первый задатчик 11, четвертый блок 12 сравнения, шестой блок 13 сравнения, источник 14 постоянного сигнала, второй интегратор 15, второй регулятор 16, квадратор 17, пятый блок 18 сравнения, второй задатчик 19; Модель 5 объекта без запаздьвания может быть представлена, например, в виде последовательного соединения инерционных звеньев. Первый 7 и второй 16 регуляторы, в частности, с пропорционально-интегральным законом регулирования, реализованы в виде параллельного соединения интегратора и масштабирующего блока; Экст 1 2раполятор 2 представлен реальным фор сирующим звеном.Система управления объектом с запаздыванием работает следующим образомВыходной сигнал У объекта управления алгебраически суммируется в сумматоре 6 с выходным сигналом модели 5 объекта без запаздывания, в результате чего получается сигнал У о натурно-модельном выходе, коннторый вычитается в первом блоке 10 . сравнения из сигнала У о заданном значении выходной величины, поступа" ющего с задатчика 11. Сигнал об , ошибке регулирования 8 У=У-У поступает на фильтр низкой частоты, реализованный с помощью второго блока 9 сравнения и первого интегратора 8, где выделяется низкочастотная составляющая сигнала 8 у, идущая на первый регулятор 7.Первым регулятором 7 вырабатывается управляющее воздействие:Б (й)=1 с у+ТЫУ(1)ЙС, (2) где Е и Т- настроечные коэффициенты.ФУправляющее воздействие Б является образцовым (требуемым) на момент времени (1-), поэтому оно экстраполируется на времяв экстраполяторе 2 и подается для реализации на объект 1 управления. Выходной сигнал экстрал полятора 2 задерживается на времяв блоке 3 задержки и затем вычитается в третьем блоке 4 сравнения из выходного сигнала Н первого регулятовра 7. На выходе третьего блока 4 сравнения получается сигнал об ошибке экстраполяции, который пересчитывается в модели 5 объекта управления и приращения выходного сигнала, посту" пающего на сумматор 6,Описанные блоки системы управления с второго по одиннадцатый образуют координатную обратную связь. Остальные блоки с двенадцатого по девятнадцатый составляют контур параметрической обратной связи, предназначенный для регулирования характеристик первого интегратора с целью получения хорошо экстраполируемого выходного сигнала первого регулятора 7, Для этого сигнал об об ошибке экстраполя. ции сглаживается вторым фильтром низкой частоты, реализованным с помощью четвертого блока 12 сравненияСоставитель А.ЛащевТехред Т.Дубинчак едактор Р.Ци ректор О.Лугов Заказ 7865/52 Тираж 862 ВНИИПИ Государственногф по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушВВ 4 ЬтПодписномитета СССРткрытийая наб., д.4 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная 3 12 и второго интегратора 15, и возводится в квадрат в квадраторе 17. В итоге получается сигнал о показателе ошибки экстраполяции. Этот сигнал вычитается в пятом блоке 18 сравнения из выходного сигнала второго задатчи" ка 19 о заданном значении показателя. Сигнал рассогласования с выхода пятого блока 18 сравнения идет на второй регулятор 16, например, с пропорционально-интегральным законом регулирования. Во втором регуляторе 16 вырабатывается сигнал о"Т о параметрическом управляющем воздействии, представляющем изменения значения постоянной интегрирования первого интегратора 8. Сигнал ЯТ вычитается в шестом блоке 13 сравнения из сигнала об опорном значении Т постоянной времени интегрирования, поступающего 00241 4с выхода источника 14 постоянного сигнала. Значения постоянных величин второго задатчика 19, источника 14 постоянного сигнала, а также настроечные коэффициенты второго регулятора .16 выбираются экспериментально. Таким образом, постоянная време О ни интегрирования первого интегратора 8 увеличивается, если увеличивается ошибка экстраполяции, т.е. сигнал делается более плавным и, следо вательно, лучше экстраполируемым.Если же ошибка экстраполяции уменьшается, то постоянная времени интег- рирования также уменьшается, что увеличивает быстродействие фильтра и всего контура координатной обрат 20 ной связи.