Бинарная система управления вынужденным движением

(д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт системных исследованийГосударственного комитета СМ СССРпо науке и технике АН СССР(56) 1: Соколов Н.И, Эквивалентныеадаптивным и адаптивные САУ. - Лекциипо курсу "Теория автоматического регулирования". Ч. 1, МАИ, 1972, с. 55.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3613801/24,кл. С 05 В 13/02, 1983 (прот п).(54)(57) БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫНУЖДЕННЫМ ДВИЖЕНИЕМ, содержащая последовательно соединенные первый сумматор, блок умножения, объект управления, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход - с входами диффере циаторов, выходы которых и выход блоАЮ 6 к равнения через соответствующие вт рые усилители соединены с входом второго сумматора и через последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора, выход второго сумматора подключен через релейный элемент к входу инерционного фильтра, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьпдения точности системы при действии измеряемых помех по нестационарным . каналам, она содержит датчики возмущений, вторые модульные элементы, третьи и четвертые усилители и третий сумматор, выход Е каждого датчика возмущений через соответствующие последовательно соединенные вторые модульные элементы и третьи усилители подключен к входу первого сумматора, а выходы вторых Я модульных элементов через соответстФеай вующие четвертые усилители - к входу третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом инерционного фильтра,СЛ1111758Изобретение относится к автоматическому регулированию и управлению, а именно к бинарным системам, и предназначено дпя автоматического управления вынужденным движением линейных5 динамических объектов, параметры которых меняются произвольно неконтролируемым образом в любых ограниченных пределах,.Предполагается, что объект управления описывается уравнениемЗ(1)+оу(ИЗ (Ф) + Сг(Ц ЧЯ = где а,(6) - переменные параметрыобъекта, меняющиеся визвестных диапазонах а- известные константы;д И)- переменные параметры нестационарных каналоввоздействия на объектч 25внешних. возмущении(1) ,Х (ь), удовлетворяю)дие условиямД. (3,д. =М,) (30+- известные константы,3Задача управления состоит в сведении до заданной величины ошибки регулированиях = убИ) - у 35 где у (й) = сопзс - задающее воздей 5ствие, т,е. в выполнении неравен"ства/х(+)/ с Д,40 где д - заданная постоянная положительная величина, при любом состоянии системы и при обеспечении условия малой зависимости свойств управляемых процессов от меняющихся параметров 45 объекта регулирования и от внешнихсил.Известна самонастраивающаяся система, состоящая из объекта управления, сумматоров, блоков сравнения, 5 О усилителей, дифференциаторов, умножителей, релейного и модульных элементов и корректирующего звенаНизкая надежность, наличие высокочастотных переключений сигнала уп равления, высокая чувс вительность к внешним воздействиям являются недостатками системы. 7 йНаиболее близкой к изобретениюявляется система автоматического управления с координатно-параметричес-кой обратной связью, содержащая последовательно соединенные первыйсумматор, умножитель, объект управления, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика,а выход - с входами дифференциаторов,выходы которых и выход блока сравнения через соответствующие вторые усилители соединены с входом второгосумматора и через соответствующиепоследовательно соединенные модульныеэлементы и первые усилители с входомпервого сумматора выход второгосумматора подключен к входу релейного элемента, последовательно соединенного с инерционным фильтром, выход которого подключен к второмувходу умножителя 2.)Недостатком известной схемы является высокая чувствительность к внешнимвозмущениям, невозможность обеспечения заданного качества регулированияпри действии на этот объект внешних .сил-,Цель изобретения - повьпдение точности системы при действии измеряемыхпомех по нестационарным каналам,Поставленная цель достигаетсятем, что в бинарную систему управления вынужденным движением, содержащуюпоследовательно соединенные первыйсумматор, блок умножения, объект управления, блок сравнения, второй входкоторого соединен с выходом задатчика,а вьгход - с входами дифферендиаторов,выходы которых и выход блока сравнения через соответствующие вторые усилители соединены с входом второгосумматора и через последовательносоединенные модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора выход второго сумматора подключен через релейный элемент к входуинерционного фильтра, выход которогосоединен с вторым входом блока умножения, введены датчики возмущений,вторые модульные элементы, третьи ичетвертые усилители и третий сумматор, выход каждого датчика черезпоследовательно соединенные соответствующие вторые модульные элементы итретьи усилители подсоединен к входупервого сумматора, а выходы вторыхмодульных элементов через соответствующие четвертые усилители - к входутретьего сумматора, выход которого3 1117 соединен с входом инерционного фильтра.На фиг.1 изображена структурная схема замкнутой системы; на фиг.2 - схема предлагаемой бинарной системы.5Замкнутая система (фиг.1) содержит объект 1 управления, задатчик 2, реализующий сигнал у(1) = сопят, регулятор 3 контура координатной обратной связи (КОС), вырабатывающий сигнал управления о(С), задатчик 4 контура кооРдинатно-параметрической обратной связи (КПОС) с выходным сигналом х 5(С), регулятор 5 контура КПОС, Формирующий сигнал ц.(С).При использовании координатно-параметрической обратной связи обеспечить выполнение равенства 4(С) = 0 и тем самым гарантировать требуемую динамику управляемого процесса х(С) невозможно, если сигналы К(С) и О(И) в регуляторах КПОС и КОСсоответственно формировать лишь на основе информации о состоянии управляемого процесса, не учитывая внешних воздействий.Бинарная система автоматического управления вынужденным движением нестационарного объекта (фиг.2) содержит объект 1 управления, задатчик 2 КОС, блок 6 сравнения, дифференциаторы - 71 - 7 , первые модульные элементы 8- 8, первые усилители 9 - 9, первый сумматор 10, блок 11 умножения, вторые усилители 12 - 12, второй сумматор 13, релейный элемент 14, датчики 15 - 15 к возмущений, вторые модульные элементы 16- 16 , третьи усилители 17 - 171 четвертйе усилители 181- 18третий сумматор 19 и инерционный фйльтр 20. 1 ОПредлагаемая бинарная система работает следующим образом.Сигнал у(С) с выхода задатчика 2 сравнивается с сигналом у(т,) с выхода объекта 1 управления в блоке 4 6 сравнения. Полученный сигнал поступает непосредственно на вход первого модульного элемента 8, а на входы других модульных элементов 8 - 8- через дифференциаторы 7 - 7сост ветствующих порядков, Сйгналй с выходов модульных элементов через соответствующие первые усилители 9- 9, подаются на вход первого сумматора 10, с выхода которого сигнал подает- Я ся на вход блока 11 умножения, сигнал с выхода блока сравнения и сигна,лы с выходов дифференциаторов 7 - 7Пподаются через соответствующие вторые усилители 12 - 12 на вход второго сумматора 13, полученная на выходе сумматора 13 линейная комбинация ошибки х(С) и ее (и)-й производной есть ошибка контура КПОС д(С), которая подается на вход релейного элемента 14, сигнал с выхода которого подается на вход инерционного фильтра 20. Сигналы с датчиков 15. - 15 к возмущений подаются через соответствующие вторые модульные элементы 16 - 16 к и третьи усилители 17 - 17 на вход первого сумматора 10, сигна,лы с выходов вторых модульных элементов 161 - 16 к через соответствующие четвертые усилители 18 - 18к на вход третьего сумматора 19, с выхода которого сигнал поступает на второй вход инерционного фильтра 20, с выхода которого сигнал подается на второй вход блока 11 умножения. В предлагаемой системе связи по измеряемым возмущениям образованы датчиками 151 - 15 возмущений вторымиФмодульнйми элементами 161 - 16 третьими 17 - 17 к и четвертыми 18 - 18 усилителями и третьим сумКматором 19.Технико-экономический эффект предлагаемой бинарной системы с координатной и координатно-параметрической обратными связями состоит в том, что она гарантирует более высокое качество и точность регулирования по сравнению с известной системой за счет обеспечения независимости переходных процессов как от изменяющихся параметров объекта, так и от действующих на объект внешних сил, что достигается путем введения в систему с КПОС дополнительных связей по измеряемым возмущениям. Как показали результаты натурно- математического моделирования, применение предлагаемой системы для стабилизации заданного значения рудной нагрузки или отношения железо/углерод позволяет обеспечить точность стабилизации не ниже 0,37. Это гарантирует сокращение колебаний кремния в чугуне на 0,0127. и снижение удельного расхода кокса на 2,4 кг/т чугуна, что обеспечивает экономический эффект порядка 100000 руб.в год на одну доменную печь большого объема.1117587 Составитель А, ЛащевТехред С,Мигунова Подписн омитета СССР открытий ушская наб., д. П "Патент" Проектная,Филиал жгоро Редактор О. Юрков Заказ 7218/31 Тираж 8 ч 1ИИПИ Государственногопо делам изобретенийЗО 35, Москва, Ж, Р рректор А, Зимокосов