Система управления для объектов с запаздыванием

(51) 4 С 05 В 17/О с ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРцтии(57) Изобретение относится к системам автоматического управления объектов с запаздыванием в условиях действия неконтролируемых возмущений. Целью изобретения является упрощение системы и повышение точностиСистема содержит три сумматора, дварегулятора, два делителя, объект управления, два блока задержки, дваинтегратора, модель объекта, умножитель, блок ограничения, блок сигналов уровня ограничения и задатчиквходного сигнала, Сущность изобретения заключается в повышении точности настройки коэффициента усиления канала управления путем минимизации величины среднеинтегральногокритерия по отклонению коэффициентаусиления канала управления от эталона, 1 ил.Изобретение относится к автоматике и может найти применение при управлении нестационарными обьектамис запаздыванием в условиях действиянеконтролируемых возмущений в химической, нефтехимической и металлургической отраслях промышленности.Целью изобретения является упрощение системы и повышение точности.На чертеже приведена структурнаясхема системы управления.Система управления содержит первый сумматор 1, первый регулятор 2,первый усилитель 3, объект 4 управления, первый блок 5 задержки, первыйинтегратор 6, второй усилитель ,второй интегратор 8, первый делитель9, модель 10 объекта, второй блок11 задержки, второй сумматор 12,третий сумматор 13, второй делитель14, умножитель 15, второй регулятор16, блок 1 ограничения, формирователь 18 сигналов уровня ограниченияи задатчик 19 входного сигнала.11 ервый усилитель 3 имеет перемен,ный коэффициент усиления, которыйрегулируется па второму входу и предельная величина которого задаетсяблоком 17 ограничения.Значения верхнего Б и нижнегоуровней ограничения задаются формирователем 18 сигналов уровня ограничения,Система управления для объектов с запазцыванием работает следующим образом.11 а первый вход первого сумматора 1 подается сигнал Хд задания для системы управления, на второй и третин входы которого подаются инверсно сигналы соответственно с выхода объекта 4 управления и третьего сумматора 13,Выходной сигнал первого сумматора 1 через первый регулятор и первый усилитель 3 с переменным коэффициентом усиления поступает на вход объек" та 4 управления с запаздыванием, на вход которого действует неконтролируемое возмущение й. Выходной сигнал У(1:) объекта 4 управления подается инверсно на вторые входы первого 1 и второго 12 сумматоров.Выходной сигнал первого регулятора 2 Б(с) поступает также на вход модели 10 объекта, выходной сигнал которой подается на вход второго блока50 но верхней и нижней границ, Выходнойсигнал блока 17 ограничения Ь 1(подается на второй вход первогоусилителя 3 и является управляющимсигналом, который изменяет коэффициент усиления первого усилителя 3,При реализации делителей сигналоввозможны незначительные временныезадержки выходных сигналов, возника 11 задержки и первый вход третьегосумматора 13.Выходной сигнал У (С) второго бломка 11 задержки подается на первыйвход второго сумматора 12 и на второйвход второго делителя 14, а также инверсно на второй вход третьего сумматора 13.Сигнал с выхода второго сумматора10 12 поступает на первый вход второгоделителя 14, выходной сигнал которого равен отношению отклонения сигнала У(С) выходе объекта 4 управленияот сигнала У(г.) выхода второго блока 11 задержки к величине сигналаУ (С), Сигнал с выхода первого усилителя 3 с переменным коэффициентомусиления подается на вход первогоблока 5 задержки, в котором осуществляется задержка сигнала на время запаздывания объекта 4 управления,Выходной сигнал первого блока 5задержки поступает на вход первого25интегратора 6, который осуществляетинтегрирование на скользящем интервале времени входного сигнала, а также на второй вход умножителя 15, напервый вход которого поступает сигнал с выхода второго делителя 14.Сигнал с выхода первого интегратора;6 через второй уси;.итель 7 подаетсяна второй вход первого д- -.ителя 9,,на первый вход которого поступаетсигнал с выхода второго игсгратораЗ 5 8, осуществляющего интегрированиена скользящем интервапе временивходного сигнала, поступающего с выхода умножителя 15,Выходной сигнал первого делителя9, равный отношению выходного сигнала вараго интегратора 8 к ыодному сигналу в-.зраго усипителя 7,подается на вход второго регулятора16, Сигнал Б (с) с выхода второгорегулятора 16 поступает на. первыйвход блока 17 ограничения, на второйи третий входы которого подаются по. -роговые сигналы И и И ограничениявыходной величины блока соответствен12805 Ь 8 ющие из условия физической реализуемости операции деления, а также возникают погрешности вычисления выход - ного сигнала, Однако их действие на работоспособность и устойчивость системы управления при наличии в ней интеграторов, а также блока ограни 1 ения сигнала самонастройки несущественно. Блоки деления сохраняют работоспособность и не выходят из строя Ю при величине сигнала делителя равной нулю, поскольку содержит цени ограничения выходного сигнала.Предлагаемая система управления обладает повышенной точностью само настройки козффициента усиления канала управления а зто, в свою очередь повышает качество рабоТы в целом.Кроме того система сохраняет устойчивость и работоспособность в усло Виях действия ня объект управления неконтролируемых возмущений широкого спектра,вход которого соединен с выходом второго блока задержки и третьим сумматором, второй вход которого соединен с входом второго блока задержки и соединен с выходом модели объекта, вход которой соединен с выходом первого регулятора, выход первого усилителя через последовательно включенные первый блок задержки, первый интегратор и второй усилитель соеди-нен с первым делителем, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения системы и повьпцения точности, в нее дополнительно введены формирователь сигналов уровня ограничения, последовательно соединенные второй регулятор и блок ограничения, а также последовательно соединенные второй делитель и умножитель, второй вход которого соединен с выходом первого блока задержки, а выход - с вторым интегратором, первый и второй входы второго делителя соединены соответственно с выходом второго сумматора и выходом второго блока задержки, выходы формирователя сигналов уровня ограничения соединены с соответствующими входами блока ограничения, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя, выход первого делителя соединен с вторым регулятором, а выход третьего сумматора соединен с третьим входом первого сумматора.Ф Формула изобретения Система управления для объектов ,с запаздыванием, содержащая последовательно соединенные задатчик входного сигнала и первь;й сумматор, ,а ЗО также последовательно соединеннь:е первый регулятор, первый усилитель и объект управления, выход которого соединен с вторым входом первогосумматора и вторым сумматором, второй 35 Составитель В, КирсановТехред И. Попо вич Корректор С. Шекмар И.Рыбчен едак Заказ 70 Тираж 836 ВЕПИПИ Государственного по делам изобретении 035, Москва, Е., Рауыс