Способ оптимизации малоинерционных объектов с несимметричной статической характеристикой

( ) 682873 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советсйи 11 Социалистических Рвспублил(22) Заявлено 18.06.76 (21) 2373464с присоединением заявки Ме(23) Приоритет 51) М. Кл." 5 В 13 сударстненньй ксмите СССР делам изоРеени(54) СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ МАЛОИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ С НЕСИММЕТРИЧНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙИзобретение относится к теории и технике автоматпчсскгх систем о;гп;мизации и может быть использовано в качестве теоретическо основь при разработке различных систем оптимизации малоинерционных Одто - и многокаа,ьных управляемых ооъектов, обладающих экстремальной статической характеристикой. Предполагается, что статическая характеристика объекта несимметрична относительно точки экстремума, аппрокспмирована полиномом с положительнымп и отрицательными степенямя аргумента . в течение определенного, весьма незнаителього проме хутка времени, необходимого для реализации всех 5 операций способа, может считаться стабильной.Предлагаемый способ автоматической оптимизации может быть использсван при экстремальном управлении различными 20 технологическими агрегатами и машинами, например, такими, как двигатель внутреннего сгорания при управлении мощностью по скорости вращения вала при различных степенях открытия дросселя, выпарной ап парат при управлении коэффициентом теплопередачи по уровцо выпариваемой жидкости при различном процентном содержании сахара, двигатель самолета прн управлении километровым расходом топлива по 30 скорости голета при различном полетном весе, дизель приправлении удельным расходом топлива по скорости вращения вала пр раз,н 0: моЦности, синхронный двигатель прн управлении током нагрузки по току возбуждения гри различной мощности на валу, камера сгорания при управлении температурой газов в камере по расходу воздуха прп изменении подачи топлива н его состава, линия электропередачи (линия электропроводной связи, телемеханики, телеизмерения) прн управлении потребляемой мощчостью по нагрузке при изменении емкости между проводами и проводимостипзсляции и др.Известный способ автоматической оптимизации 1 состоит в моделировании входного воздействия объекта линейно изменяющимся сигналом, определении и фиксации половины его значения, измеренного между реверсами входного воздействия, моделировании входного воздействия дополнительным сигналом, измерении и запоминани его в интервалах между первым и вторым, вторым и третьим реверсами входного воздействия, суммировачия половин сигналов, измеренных в указанные промежутки, и фиксации входного воздействия при равенстве дополнительного сигнала и полученной полусуммы.682873 3Известный способ при использовании дляуправления малоинерционными объектами снесимметричной экстремальной статическойхарактеристикой не позволяет получить высокую скорость и точность определения экстремума.Целью предлагаемого способа автоматической оптимизации является повышениеточности и быстродействия определенияэкстремума в малоинерционных объектах,статическая характеристика которых несимметрична относительно точки экстремума,Сущность предлагаемого способа состоит в том, что запоминают первый регулирующий и регулируемый сигналы, формируют заданное приращение регулирующегосигнала, запоминают второй регулируемыйсигнал, реверсируют регулирующий сигнали изменяют его до момента равенства регулируемого сигнала первому регулируемомусигналу. Запоминают третий регулируемыйсигнал, формируют заданное приращениерегулирующего сигнала, запоминают четвертый регулирующий и регулируемый сигналы, умножают четвертый регулирующийсигнал на разность четвертого и третьегорегулируемых сигналов. Из полученногосигнала вычитают произведение первого регулирующего сигнала на разность второгои первого регулируемых сигналов и произведение сигнала приращения на разностьчетвертого и первого регулируемых сигналов и делят на разность третьего и четвертого регулируемых сигналов, уменьшенных на разность второго и первого регулируемых сигналов. Полученный сигналзапоминают, сравнивают с ним регулирующий сигнал и при их равенстве регулирующий сигнал фиксируют.Способ автоматической оптимизации рассмотрим на примере управления потребляемой мощностью по нагрузке какого-либоприемника, питаемого от линии электропередачи,Способ иллюстрируется чертежем. Нанем приняты следующие обозначения:г - аналоговый сигнал входного воздействия - сопротивление нагрузки;Р - аналоговый сигнал выходного воздействия - потребляемая нагрузкоймощность;Р(г) в экстремальн статическая характеристика (ЭСХ);Р - зона нечувствительности;1 - 1, 11 - 11 - секущие, аппроксимирующие ЭСХ в зоне экстремума;точка Е - точка экстремума;точка Р - точка пересечения секущих;точки В, С - точки реверса исполнительного механизма входного воздействия;точки А, 0 - точки удаленные на фиксированное расстояние от точек В и С соответственно;точка О - точка, соответствующая ис 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4ходному состоянию исполнительного механизма (начальному значению входного воздействия);г, гв, гс, гд, гв, г - значения аналого.вых сигналов входного воздействия, соответствующие точкам А, В, С, Р, Е, Р.Пример выполнения способа (переченьопераций), Изменяют сигнал входного воздействия (полагаем, что движение по экстремальной статической характеристикеначалось из точки О вправо). Одновременно измеряют и запоминают сигналы входного гс и выходного Рс воздействия в точкеС статической характеристики управляемого объекта (сигнал Р меньше экстремального Р на величину зоны нечувствительности Р). Измеряют и запоминают сигналвыходного воздействия Рд в точке В статической характеристики (после точки Сдвижение вправо по характеристике продолжается до точки й, сигнал гд большесигнала гс на величину Ьг),Реверсируют направление изменениявходного воздействия в точке й (движениепо ЭСХ от точки 0 началось влево), измеряют и запоминают сигнал выходного воздействия Рв в точке В характеристики(сигнал Рв меньше сигнала Р на величину Рн)Одновременно измеряют и запоминаютсигналы входного гл и выходногоР, воздействий в точке А статической характеристики (после точки Вдвижение влево по характеристике продолжается до точки А, сигнал г меньше сиг.нала гв на величину Лг). Реверсируют направление изменения входного воздействияв точки А (движение по ЭСХ от точки Аначалось вправо). Определяют значениесигнала входного воздействия (точка пред.ставляет собой точку пересечения двух секущих 1 - 1 и 11 - 11, проведенных черезточки А, В и С, Ю соответственно, секущие1 - 1 и 11 - 11 аппроксимируют статическуюхарактеристику в зоне экстремума) поформулег,4 (Рв - Р 4 ) - гс (Рд - Рс) - 1 г(Рд - Рс)(Рв - Рл) - ( д - Рс)запоминают сигнал г, сравнивают текущее значение сигнала входного воздействия г с сигналом гр.Фиксируют входное воздействие при равенстве сигналов г и гр.В связи с возможным дрейфом ЭСХ идействием возмущений всю приведеннуюпоследовательность операций по мере необходимости повторяют,Эффективность способа особенно заметна при ярко выраженной несимметрии ЭСХ.К технико-экономическим преимуществам способа следует отнести скорость поиска экстремума, превосходящую в 1,5 - 2раза скорость известного способа, точностьпоиска, превосходящую в 2 - 3 раза точ506 Тираж 1035 о комитета СССР по делам пзобр сква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Р 1 з сударственн 113035, Маказ 2004/141 ПО Поиск Подписное нпй и открытийТипография, пр. Сапунова нооть известного способа, длительный стационарный режим, наступающий после одного рабочего цикла поиска. Формула изобретенияСпособ оптимизации мал оинерционных объектов с несимметричной статической характеристикой, основанный на формировании приращения регулирующего сигнала и запоминания регулирующего и регулируемого сигналов, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия определения экстремума, запоминают первый регулирующий и регулируемый сигналы, формируют заданное приращение регулирующего сигнала, запоминают второй регулируемый сигнал, реверсируют регулирующий сигнал и изменяют его до момента равенства регулируемого сигнала первому регулируемому сигналу, запоминают третий регулируемый сигнал, формируют заданное приращение регулирующего сигнала, запоминают четвертый регулирующий и регулируемый сигналы, умножают четвертый регулирующий сигнал на разность четвертого и третьего регулируемых 5 сигналов, из полученного сигнала вычитают произведение первого регулирующего сигнала на разность второго и первого регулируемых сигналов и произведение сигнала приращения на разность четвертого и 1 О первого регулируемых сигналов и делят наразность третьего и четвертого регулируемых сигналов, уменьшенных на разность второго и первого регулируемых сигналов, полученный сигнал запоминают, сравнива ют с ним регулирующий сигнал и при ихравенстве регулирующий сигнал фиксируют. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 20 1. Авторское свидетельство СССР492853, кл. 6 05 В 1302, 1975 (прототип).