Регулятор для объектов с переменным запаздыванием

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Своз Советсмик Социалистически к Республик(45) Дата опубликования описания 2411.7 ее 1 рретеевви аатеавета втаваетреа абаРае вевев еератавв етврктаа(72) Авторы изобретени нко, Н.Е Костылева, И.П.Вербицкий, Л,М.Шубладэе, Л.В.Мамонов, Л.Г.Уланов о, Л.П.Окунев и К.Н.Шрамко К.И.Ди И.Загари Б.С.Лево С.В.Емелья В.И,Уткин,Ордена Ленина институт проблем управления и Специально(7) Заявители конструкторское бюро систем автоматического управления РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ОБЪЕКТОВ С ПЕРЕМЕННЫМ ЗЛП нием втопо н Фр ьс- -уммаИзобретение относится к автоматике и предназначено для управления широким классом общепромышленных объектов характеризующихся наличием чистого запаздывания , изме няющегося во времени в широком диапазоне.Известны регуляторы для объектов с переменным запаздыванием, используемые н системах автоматического 10 регулирования объектами с эапаздынанием 11, 21.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является регулятор, содержащий последователь Б но соединенные блок задания, первый сумматор и первый блок согласования, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, третий сумматор, первый и второй входы которо- ЯО го соединены соответственно с первым блоком формирования уставки и выходом второго блока согласования, дифференциатор и второй блок формирования уставки, подключенные соот ветственно к первому и нторому входам четвертого сумматора, переключатель, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого сумматора и со нторым входом ЗО рого сумматора, выход которогодключен к интегратору 311.Недостатком этого регулятора яв"ляется то, что при отклонении запаздывания от расчетного качество регулирования резко ухудшается.Целью изобретения является повышеие качества регулирования.Для этого н регулятор для объектов с переменным запаздыванием введены первый и второй блоки определениямодуля, первый и вторс", релейные элементы и инерционное звено, вход, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом первогосумматора, нходами первого и второгоблоков определения моделя, ныходыкоторых подключены соответственно ковходу второго блока согласования итретьему входу третьего сумматора,выход которого через первый релейныйэлемент подключен ко входу дифференциатора, а выход четвертого сумматора через второй релейный элемент соединен со вторым входом переключателяНа чертеже представлена структурная схема регулятора для объектов спеременным запаздыванием,Регулятор содержит первый 1рой 2, третий 3 и четвертый 4торы, блок 5 задания, инврциойиое звено б, первый 7 и второй 8 блоки определения модуля, первый 9 и второЕ 10 блоки согласования, первый 11 и второй 12 блоки формирования уставки, первый 13 и второй 14 релейные элементы, дифференциатор 15, переклю.чатель 16, интегратор 17,Регулятор работает следукнвим об" разом.В регуляторе реализуется закон управленияЖцЮ=1(рс+ Ь а в", )где- ошибка регулирования, получаемая на выходе сумматора 1, навходе которого входной сигнал регулятора х и выходной блока задания5 Ф2 - выходной сигнал переключателя 16 на входе которого сигналс и выходной сигнал (С) релейного элемента 14, причемесли г(1)0 или не существует интервала времени(Тв ) иас Т )сигнал , проходя через блок 9 согласования, суммируется на сумматоре 2 с сигналом фС ; выходной сигнал сумматора 2 входной интегратор 17, чей выход - У(1), Ошибка регулирования 6 поступает на вход инерционного звена б, под первым и вторым выходными сигналами которого понимаются непосредственно выходной сигнал Ч инерционного звена б и сигнал являющейся промежуточной координатной инерционного звена б. С помощью блока определения модуля 7 и блока согласования 10 формируется сигнал ,ЫЧ/ , а с помощью блока определейия модуля 8- сигнал/ц/ . Сигналы (/Ч и/Ч/ , а также выходной сигнал о 0 блока формирования уставки 11, суммируются на сумматоре 3 образуя сигнал8 ф/Ч/-/Ч/ - 6(3) (3) который поступает на вход релейного элемечта 13, Сигнал, получаемый в результате реального дифференцирования дифференциатором 15 выходного сигнала с релейного элемента 13, алгебраически складывается на сумматоре 4 с сигналом. поступающим с блока формирования уставки 12. Выходной сигнал сумматора 4 - входной релейного элемента 14.Рассмотрим принцип работы регулято 1 а для объектов с переменным эапэздывдн,ем на примере регулирования не бб зашумленного объекта, представляющего собой чистое запаздывание.Пусть произошло скачкообразное изменение задания Ь/ . Заметим, чтс ц выбирается малым ц О) . Пусть, например, р =О . Так как объект незашумлен постоянная времени инерционного звена выбирается минимальной и, как следствие этого, траектории дижения изображающей точки в фазовых пространствах (Ч,Ч) н (1) с большой степенью точности совпадают. Итак, изменение задания вызывает появление ненулевой ошибки регулирования 1 ЬЯ , И если до изменения задания В(0 и г 0, то после 5)0 и Ч ьЯ, что влечет(4)на некоторый промежуток времени 1 з, значение которого зависит от параметров дифференциатора и сигнала с блока формирования уставки 12.Если в ы.(2) настроить так, чтоаСз = Ко(5) где Кэ - постоянный коэффициент усиления объекта, то через время 1 переходный процесс закончится, Пусть, например, запаздывание изменилось доВ этом случае следующий переходной процесс закончится через время Г, т.е. будет продолжать оставаться оптимальным.Таким образом, использованке Регулятора для объектов с переменным запаздыванием в отличии от существу. ющих устройств обеспечивает высококачественное регулирование, объектов с. чистым запаздыванием, меняющимся в широком диапазоне,Формула изобретенияРегулятор для объектов с переменным запаздыванием, содержащий последовательно сое 1 иненные блок задания, первый сумм:-:тор и первый блок согласования, вы;:од которого подклю,ен к первому входу второго сумматора третий сумматор, первый и второй входы которого соединены соответстеино с первым блоком формирования у-тавки и выходом второго блока сог-:.асования, дифференциатор и второй -:.ок формирсвании уставки, подключенные соответственно к первому и второму входам четвеотогс ".умматооа перреключатель, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого сумматора и со вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к интегратору, о т л и ч аю щ и й с я тем ;то с целью повышения качества регулирования в него введены первый и второй локн опре579597 Составитель А,Лащеведактор И,Марховская Техред З,фанта Корректор О.Макареви У 5 комитета Собретений иаушская наб Подписноевета М.нистровоткрыт;д. 4/5 аказ 4394/44ЦПИИПИ Госуд краж 1ственног лам -35 113035, Москва Филиал ППП Патент, Г, Ужгород, ул. Проектная, 4 деления модуля, первый и второй релейные элементы и инерционное звено,вход, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходомпервого сумматора, входами первогои второго блоков определения модуля,выходы которых подключены ко входувторого блока согласования и третьемувходу третьего сумматора, выход которого через первый релейный элементподключен ко входу дифференциатора, авыход четвертого сумматора через второй релейный элемент соедин и со втсрым входом переключателя. Источники информации, принятые во 5 внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СС.Рз9451983,кл. 6 05 В 13/02,22,05.73.2. Авторское свидетельство СССР9467327,кл. Ь 05 В 13/02,18.06.73.103. Теория систем с переменной структурой,под ред.С.В.Емельянова, М.,Наука,1970, с. 110-112.