Система управления для объектов с запаздыванием

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК В 13/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ.280.СССР1981,Иашинос Авторское с05255, кл. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАВД 11 ВАНИЕМ(57) Изобретение относится к областиавтоматического управления и позволяет решать задачи оптимального управления системой для объектов с запаздыванием, содержащих интегрирующее звено. Цель изобретения - повьппение качества регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую регулятор, два сумматора, корректирующее звено, модельобъекта управления, звено запаздывания с инвертором, введено интегрирующее звено, установленное на выхоце второго сумматора, 2 ил.Изобретеие относится к автоматическому управлению и позволяет ре. -шать задачи оптимального управленияадаптивной системы для объектов сзапаздыванием, 5Цель изобретения - повышение качестна регулирования системы.На фиг. 1 представлена блок-схемасистемы управления для объектов сэапаздьванием; на фиг. 2 - структур- Оная схема упредителя и переходныепроцессы, протекающие в нем.Система содержит ПИД-регулятор 1,вход которого связан с выходом первого сумматора 2, а ныход регулятора 5подключен к входу объекта 3 регулирования и к входу модели 4 объекта(представленного элементарным апериодическим звеном), выход модели 4объекта соединен с входом корректирующего звена 5 и с входом стандартного блока 6 запаздьвания БПЗИ синвертором, выходы которых соединеныс входами второго сумматора 7, выход которого соединен с входом перного сумматора через интегрирующеезвено 8.Система управления работает следующим образом.В установившемся режиме регулируемая координата Хо равна сигналу задания Х и сигнал рассогласования Яравен нулю. При поступлении возмущения Р на объект 3 начинает изменять -ся регулируемая координата Хч 35На выходе первого сумматора 2 появляется сигнал рассогласонания, который поступает на вход регулятора 1.На выходе регулятора 1 формируетсярегулнрующее воздействие, которое по 40ступает на вход объекта 3 регулированин и на вход модели 4 объекта,которая входит в состав упредителя,Передаточная функция упредителяс регулятором имеет видИ (о)М (р) --- "-"- - - г (1)-тр1+11 (р)11 (р)( -- -е )где Ж (р) - передаточная функция реггулятора 950ь (р) - передаточная функция моОБдели объекта без запаздывания;ль - запаздьгвание объекта,Предположим, что объект 3 регулирования имеет передаточную функциювида ,ОУ (р) = -- гХое(4) где Кд - коэдхЪициент усиления объекта;Т - постоянная времени объекта.ьТогда передаточные функции звеньевцепи упредителя имеют видмодель 4 объекта (апериодическоезвено)и (р)= ----го(3)дБм Т р+1окорректирующее звено 5 (апериодическое звено)1Ы (р)= ъ +1 5блок 6 запаздывания с инвертором,лИ, (р)=-е (5)интегрирующее звено 8У (р)= --1,Цепочка упредителя, состоящая измодели 4 объекта, блока 6 запаздывания с инвертором и интегрирующегозвена 8, аналогична передаточнойфункции объекта и служит для компенсации вьгходного сигнала объекта. Управление производится по сигналу,проходящему через цепочку, состоящуюиз модели 4 объекта, корректирующегозвена 5 и интегрирующего звена 8. Вэтой цели отсутствует запаздываниеи исключается его влияние на процессругулирования, Для выяснения физического смысла корректирующего звенарассматривают переходные процессы вупредителе типа(р)=(е )1 Р с р+1 РНа фиг, 2 изображены структурнаясхема упредителя (7) и переходныепроцессы, протекающие н нем. Приэтом установлено, что в системе отсутствует статическая ошибка, т.е.в установившемся режиме на выходеинтегрирующего звена 8 сигнал Хгкоторый поступает на вход первогосумматора 2, равен нулю только в томслучае, если величина постоянной времени корректирующего звена равнавеличине запаздывания, а также еслиэти параметры и коэффициент преобразования интегрирующего звена являются неизменными во времени переход -ных гроцессов системы и если междуэтими звеньями не содержатся звеньяс переменными параметрами.Из перечисленных условий видно,что вьвод интегрирующего звена изсостава модели 4 объекта обусловливается устранением статической ошибки, которая может быть в случае вариации,параметров звеньев упредителя (7) при построении адаптивной модели.При построении предлагаемого устройства необходимо реализовать регулирующее известное устройство. При этом регулятор И (р) выбирается из условия наилучшего качества регулиро вания цевочкой упредителя, в которую входят модель 4 объекта, корректирующее звено 5 и интегрирующее звено 8.Формула изобретенияСистема управления для .объектовс запаздыванием, содержащая регуля 239686 4тор, вход которого связан с выходомпервого сумматора, а выход регулятора подключен к входу объекта регулирования и к входу модели объекта.,5 выход объекта соединен с первым входом первого сумматора, выход моделиобъекта соединен с входом корректирующего звена и с входом блока запаздыванияс инвертором, выходы которьгх соеди 0 иены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения качества регулирования, в нее введеноинтегрирующеезвено, вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход -с входом первого сумматора,1239686 Составитель П. КудрявцевРедактор Н. Рогулич Текред О.Гортвай Корректор М. Максимишинец Подписное Заказ 3395/48 Тираж 836 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5