Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоцИАлистичеснихРЕСПУБЛИН 5 В 13/О 51) 4 ОМИТЕТ СССР ЕНИЙ И ОТНРЫТИЙСУДАРСТВЕННЫИО ДЕЛАМ ИЗОБР ОПИСА ЕТЕНИ ТЕПЬСТ д ВТОРСХОМ н чес), Рауль Риан Дык (ЧБ)ос Франко емен ьство СССР /02, .1979. тво СССР /02, 1982.(57) Изобрмам управлектами с з е метров ки объ та. 1 ил(72) Као Тиен Гуинь (ЧМвас Перес (СУ), Нгуен ВЕ.Д.Пичугин (811) и КарлПарсльяда (С 11)(56) Авторское свидетелМ 648947, кл. С 05 В 13Авторское свидетельсР 932460, кл. С 05 В 13 РАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА1 Я ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВА ение относится к систеия нестационарными объаздыванием и может быть использовано, например, в металлургии, теплоэнергетике и других отраслях промьппленности. Целью изобретения является повышение точности управления. Эта цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные второй сумматор 14, блок 15 коррекции и третий сумматор 16, второй вход которого соединен с выходом первого сравнивающего эл та 2,а выход - с вторым входом регулятора 5, первый вход второго сумматора 14 соединен с выходом первого сумматора 6, а второй вход - с выходом регулятора 5, второй вход блока .15 коррекции соединен с выходом блока 13 оптимизации и первым входом регулятора 5. Вновь введенные блок и связи обеспечивают подстройку парасистемы при изменении динамиИзобретение относится к системам управления нестационарными объектами с запаздыванием и может быть использовано, например, в металлургии,теплоэнергетике и других отраслях 5промьшгленности.Цель изобретения - повнение точности управления.На чертеже представлена блок-схема системы.ЮСистема содержит задающее устройство 1, первый сравнивающий элемент2, первый элемент 3 запаздывания,первую модель 4 объекта, регулятор 5,первый сумматор 6, объект 7 управления, второй сравнивающий элемент 8,блок 9 подстройки, вторую модель 10объекта, второй элемент 11 запаздывания, третий сравнивающий элемент 12,блок 13 оптимизации, второй сумматор14, блок 15 коррекции и третий сумма.тор 16,Система работает следующим образом.25При изменении сигнала задания У появится сигнал рассогласования с который отрабатывает регулятор 5. При данном управлении через упреждающую вторую модель 10 объекта объект 7 находится вне замкнутого контура управления и не влияет на устойчивость замкнутой системы, При отработке Я, сигнал У,ц с выхода второй модели 10цгимеет одинаковое значение с выходным сигналом управляемого объекта 7 через 35 время запаздывания.Пусть операторные функции объекта 7, моделей 4 и 10 и регулятора 5 соответственно равны ъ(р)е " И(Р) 1(р), а операторная функция блока 40 15 коррекции И,(р) = 1 Я,(р). Если параметры моделей 4 и О адекватны параметрам объекта 9, т.е. 1(р) = ц 1 О(Р) то динамика системы описывается следующей системой уравнений: 45лЕг(р) = ,(р) е";Е, (д) = П, (р) - 13 (р) = Г (р);Е (р) = Е (р) Ъ 7 (р) = Е (р) ; 502 1 х1 (р)з (р) = с (р) - Е г(р)Ц(р) = с (р) Ы (р)Ошибка Е, определяется выражением 55У (р) о 1+14(р) К(р)Если параметры моделей 4 и 10 не адекватны параметрам объекта 7 вследствие его нестационарности, то в самой системе предусматривается их перестройка. Перестройка параметров моделей 4 и 10 производится с помощью блока 9 подстройки, который согласно определенным алгоритмам по сигналам поступающим с выходов первого элемента 3 запаздывания, первой модели 4 и второго сравнивающего элемента 8 производит оценку параметров объекта 7, Блок 13 оптимизации вырабатывает управляющее воздействие на перестройку параметров регулятора 5 и блока 15 коррекции. Таким образом перестройка параметров регулятора 5 производится параллельно перестройке параметров блока 5 коррекцииПри этом сохраняется соотношение14(р) = 1/Ы,(р).При использовании ПИ-закона регулирования оператор регулятора имеет вид:И .(р) = К (г.)--- - ) (2)ягде К - коэффициент передачи регулятора;Тц(г) - время изодрома регулятора.Алгоритм работы блока 13 оптимизации параметров регулятора 5 можно использовать, например, в виде(3)где И, А, Ь - соответственно заданное и действительное число перемен знака сигнала б на интервале времени (;К,(С), К (-2 ) - коэффициент передачи регулятора соответственно в текущий момент времени и в момент времени, предшествующий на времяТц(г.) - время изодрома регулятора в текущий момент времени;С С - коэффициенты, выбираемые для конкретного объекта.Алгоритм работы блока 13 оптимизации обеспечивает стабилизацию числа перемен знака сигнала Г на интервале времени ь путем уменьшения Кр и Тц при ЬЕ сО и увеличения К и Тц при ЬЫО, но при этом отношениеВНИИПИ Заказ 426/44 Тираж 864 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 К, и Тц остается постоянным и равИз блок-схема видно, что блок 15 коррекции формирует компенсирующий сигнал 2 из сигнала 2 равного Г. Так как регулятор 5 - линейный, то наличие сигнала 2 на входе регулягтора 5 при суммировании с сигналомне влияет на прохождение сигналаСигнал 2 предназначен лишь для 10 1 2компенсации действий неконтролируемого возмущения Г. Так как блок 13 оптимизации, работающий по алгоритму (3), предназначен для стабилизации числа перемен знака сигнала Е на интервале с , то наличие сигнала 2 на входе сумматора 16 не влияет на алгоритм работы блока 13.Полная компенсация действия неконтролируемого возмущения имеет место тогда, когда оператор блока 15 коррекции имеет вид11 (р) = - -ч (р)(4) Иэ выражений (2) и (3) следует, что полная компенсация неконтролируемого возмущения будет иметь место при Отсюда видно, что для компенсациивозмущения параметры блока 15 коррекции должны находиться в полном соответствии с параметрами регулятора5, т.е, должны перестраиваться по,тому же алгоритму (3), только здесьотносительно блока 15 коррекции величины К(с) и Тц(С) уже не являютсякоэффициентом передачи и временем .изодрома, а лишь величины, характеризующие динамику блока.15 коррекции.Следовательно, для повышения быстродействия системы и повышения точ 45ности (путем компенсации действиянеконтролируемого возмущения с помощью новых связей, введенных в системе) необходимо осуществить перестройку параметров регулятора 5 иблока 15 коррекции параллельно по алгоритму (3),Формула изобретения Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием, содержащая задающее устройство, первый сравнивающий элемент, последовательно соединенные первый элемент запаздывания и первую модель объекта, последовательно соединенные регулятор и первый сумматор, подключенный выходом к входу объекта управления, выход которого соединен с входом второго сравнивающего элемента,соединенного выходом через блокподстройки с входом второй модели объекта, поспедовательно соединенные второй элемент запаздывания,третий сравнивающий элемент и блокоптимизации, выход которого соединенс первым входом регулятора, вход второго элемента запаздывания соединенс выходом задающего устройства и спервым входом первого сравнивающегоэлемента, второй вход третьего сравнивающего элемента соединен с выходом объекта управления, первый входвторой модели объекта соединен с втотрым входом первой модели объекта,второй вход второй модели объектасоединен с выходом первого сумматораи входом первого элемента запаздывания, а выход - с вторым входом первого сравнивающего элемента, второйвход блока подстройки соединен с выходом первого элемента запаздывания,третий вход - с выходом первой модели объекта и вторым входом второгосравнивающего элемента, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления системы,она содержит последовательно соединенные второй сумматор, блок коррекции и третий сумматор, второй входкоторого соединен с выходом первогосравнивающего элемента, а выхоц - свторым входом регулятора, первыйвход второго сумматора соединен свыходом первого сумматора, а второйвход - с выходом регулятора, второйвход блока коррекции соединен с выходом блока оптимизации.