Адаптивный регулятор

ОПИСАНИЗОБРЕТЕНИЯ зИЕ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 27.1277 (21) 2561926/18-24 (51)М. Кл,2 0 05 В 13/00 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Р.А. Алиев, А.М. Шубладзе и С.М. Джафаров Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации в нефтяной и химической промышленности(54) АДАПТИВНЫЙ РЕГУЛЯТОР 0 Изобретение относится к системамавтоматического управления и можетбыть использовано для автоматического регулирования общепромышленных,в частности, нефтеперерабатывающихи нефтехимических объектов, характеризующихся наличием инерционностейи з апаздывани я,Известен адаптивный регулятор спеременной структурой 1), функцио- .нально состоящей из основного контура, который в последовательно сое.диненных блоках (дифференциаторе,первом сумматоре, второй вход которого соединен со входом дифференциатора, множительном устройстве,второй вход которого соединен с выходом ограничителя, интеграторе ивтором сумматоре, второй вход которого соединен со входом интегратора) формирует пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования, и контура адаптации.Контур адаптации, содержащий последовательно соединенные блок уьеажения, входы которого соединены совходом дифференциатора и выходомпервого сумматора, двухпозиционноереле, инерционное звено и ограничитель, выход которого соединен совторым входом множительного устройст-.ва, формирует автоматически изменяемый коэффициент усиления как усредненное значение двух постоянныхуровней.Наиболее близким техническим решением к изобретению является адаптивный ред;улятор,21, содержащий последовательно соединенные первййсумматор, дифференциатор, второйсумматор, первый усилитель, третийсумматор,интегратор и четвертыйсумматор и последовательно соединенные блок определения модуля, фильтрс переменной структурой, второйусилитель и блок умножения. Выход .первого сумматора через последовательно соединенные второй сумматор,блок умножения и третий сумматорсоединен со вторым входом четвертого сумматора,Однако точность работы такихрегуляторов недостаточна.Повышение точности работы регулятора - цель изобретения. Эта цельдостигается тем, что предложенныйрегулятор содержит последовательносоединенные блок изменения структуры и ключ, выход которого соединенсо входом блока определения модуля,вход дифференциатора соединен с первым входом блока измененияструктуры, а выход со вторым входом блокаизменения структурыи вторым входомключа,На чертеже изображена структурная схема предложенного регулятора,содержит первый 1,второй 2, третий3 и четвертый 4 сумматоры, дифференциатор 5, первый б и второй 7 усилители, блок умножения 8, интегратор 9, блок изменения структуры 10,ячейку типа ключ 11, блок определения модуля 12 и фильтр 13 с переменной структурой.Работает регулятор следующим образом.Регулятор реализует закон управления 10 ЦЮ= 0(+ К )ИТЕ)+7 ХККцДФ(Ю ТдЕЮдд,К(0 О", (1)где с" - сигнал рассогласования равный Х -Х;х - регулйруемая выходная координата объекта;время;9 - переменная интегрирования; п " Ко- соответственно постояннаяи автоматически изменяемаячасть коэффициента усилениярегулятора;Т и Т - соответственно постояннаявремени дифференцирования ииинтегрирования.Выходной сигнал Х объекта регулирования и задание хз поступают на соответствующие входы сумматора 1, выходной сигнал которого поступает на вход дифференциатора 5 и на первые входы сумматора 2 и блока изменения структуры 10. Выходной сигнал Е дифференциатора 5 поступает на первый вход ключа 11 и на вторые 45 входы блока изменения структуры 10 и сумматора 2, выходной сигнал Е+ Т 8 Е которого поступает на вход усилителя б и на первый вход блока умножения 8. На другой вход блока 5 О умножения 8 поступает выходной сигнал контура адаптации с усилителя 7.Выходной сигнал сумматора 3 и сумма выходных сигналов усилителя 6 и блока умножения 8, поступают на вход интегратора 9 и на первый вход сумматора 4, на второй вход которого поступает выходной сигнал интегратора 9. В сумматоре 4 формируется выходной сигнал регулятора П(г.).В контуре адаптации на основе сиг налов Я и Е, формируется автоматически изменяемая часть коэффициента усиления регулятора по алгоритму,И) = щ,йю где щ - настраиваемай масштабный коэффициент; У(Е,Е) - переменная функция, причемпри Е ЕО (3)Ябпри Я . )Окоторая. реализуется с помощью блока изменения структуры 10 и ключа 9-ячейки 11;максимальное значение модуля реальной производной, формируемое на основе выходного сигнала(Е блока определения модуля 12 в фильтре 13 по алгоритму) 1 Ягде Ти Т - постоянные временифильтра.Входной и выходной сигналы дифференциатора 5 поступают на соответствующие входы блока измененияструктуры 10, который производит логическое умножение в фазовой плоскости (С, Д, Выходные сигналы дифференциатора 5 и блока изменения структуры 10, поступают на соответствующиевходы ключа 11, который на основевыходного сигнала блока измененияструктуры 10 Буй ЕЕ, либо замыкаетвход блока 12 с выходом дифференциатора 5 (при ЕЕ 0), либо размыкает, при ЕЕО, В блоке 12 формируется сигнал Ч(Е И(Я), который поступает на вход фильтра 13. При выбранномсоотношении, постоянных времени Т иТ фильтр 13 оценивает максимальноезйачение модуля производной по. алгоритму (4), который, умножаясь напостоянный масштабный коэффициентпт во втором усилителе 7, поступаетво второй вход блока умножения 8 основного контура регулятора.Применение предложенного регулятора для автоматического регулирования объектов с изменяющимися парагметрами (,), позволило по сравнению с известными регуляторами улучшить качество регулирования эа счетболее эффективной адаптации автоматически изменяемой части коэффициента усиления,Регулятор парирует изменении параметров(Т 7) в передаточной функции объекта следующим образом.При увеличении постоянных времени передаточной функцииобъекта пе"реходной процесс в системе будетаппериодическим. Фильтр переключается с Т на Т, что уменьшает значение автоматически изменяемой частикоэффициента усиления регуляторак, тем самым исключает перерегулир746414 формула изобретения Составитель А. Лащев едактор Л. Утехина Техред М. Петко, КорректоР Е. ПаппПодпи оного комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ванне и уменьшает время регулирования переходного процесса,При уменьшении постоянных времени передаточной функции объекта,соответствующем колебательному переходному процессу, фильтр переключается с Т на Т, увеличивая значение изменяемой части. коэффициентаусиления, равное п 1. Но на отрезке времени 1 переходного процессапри котором ЯЕ 0, блок измененияструктуры 10, производя логическоеумножение сигналов 6 и Я, выдаетуправляющую команду на /-ячейку(ключ 11), которая размыкает входблока 12 и выход дифференциатора 5,Вследствие этого изменяется частькоэффициента усиления регулятораравна нулю. А на отрезке времени 1переходного процесса при которомО, вход блока 12 замыкается свыходом дифференциатора 5, вследствие чего значение к становитсяравным пЕ( . Тем самым на отрезкепереходного процесса, при которомЕЕ ( О, рассогласование быстро стремится к нулю. В результате уменьшается 1 переходного процесса, атакже перерегулирование.Регулятор с такой адаптацией изменяемой части коэффициента усиленияпозволил по сравнению с известными 30регуляторами уменьшить перерегулирование и время регулирования переходного процесса системы, что повышаетточность регулирования,Применение этого регулятора 35позволит улучшить качество регулироЗаказ 39 41/36 Тираж 956 ЦНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, вания температуры реактора и темсамым увеличить глубину отбора бен-,зина на 1,Адаптивный регулятор, соцержащийпоследовательно соединенные первыйсумматор, дифференциатор, второйсумматор, первый усилитель, третийсумматор, интегратор и четвертыйсумматор и последовательно соединенные блок определения модуля, фильтрс переменной структурой, второйусилитель и блок умножения, выходпервого сумматора через последовательно соединенные второй сумматор,блок умножения и третий сумматорсоединен со вторым входом четвертого сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличенияточности регулятора, он содержитпоследовательно соединенные блок изменения структуры и ключ, выход которого соединен со входом блока определения модуля, вход дифференциатора соединен с первым входом блокаизменения структуры, а выход " совторым входом блока изменения структуры и вторым входом ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 467327, кл. 05 В 13/02, 19742, Приборы и системы управления. М 1977, Р 1, с, 6-9 (прототип).