Система автоматического управления нестационарным объектом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1265693(59 4 С 05 В 11/О Г ВСГХ 98)3 НЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВ ВТОВСНОМУ СВИ(54) СИС ЛЕНИЯ НЕ (57) Изо мам управ ческим о снижение ние диап альных у УПРАВТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕ КТОретение относится кления нестационарныъектом. Цель изобречувствительности изона устойчивой рабловиях. Поставленнатся тем, что системержит последовательрректирующее устройкта управления и модия устройства. 1 ил ист динаминия достигае ления сод ненные ко обь с ьзова Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московскии ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР Ф 1132279, кл. С 05 В 11/01, 1984. асширеты в рецель управо соедитво, мо1265693 25 1Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при проектировании систем автоматическогоуправления различными объектами с переменными параметрами,Цель изобретения - снижение чувствительности системы к технологическим иэксплуатационным разбросампараметров элементов регулятора иОрасширение диапазона устойчивой работы системы в реальных условиях.На чертеже представлена блок-схемасистемы автоматического управлениянестационарным объектом.Система содержит элемент 1 срав 5нения, последовательное корректирующее устройство 2, суммирующий усилитель 3, исполнительное устройство 4,объект 5 управления, модель 6 корректирующего устройства, модет 7 исполнительного устройства, модель 8 объекта управления, корректирующее устройство 9,Элемент 1 сравнения, последовательное корректирующее устройство 2,суммирующий усилитель 3, исполнительное устройство 4, объект 5 управле"ния и модель 6 корректирующего устройства соединены последовательно,выход блока 6 соединен с вторым входом суммирующего усилителя 3, третийвход суммирующего усилителя через последовательно соединенные модель 7исполнительного устройства, модель 8объекта управления и корректирующее . 35устройство 9 соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход объектауправления соединен с инвертирующимвходом элемента сравнения.Система работает следующим образом,Задающее воздействие Х поступает на вход элемента 1 сравнения. С выхода элемента сравнения сигнал рассогласования поступает на вход после 45до ват ельно го корректирующе го устройства 2 с постоянными параметрами,которое выполнено, например, в видеблока интеграторов. С выхода последовательного корректирующего устройства сигнал Б поступает на вход суммирующего усилителя 3С выхода сум"мирующего усилителя сигнал 11 Е поступает на вход исполнительного устройства 4. С выхода исполнительногоустройства сигнал Т поступает на входнестационарного объекта 5 управления. С выхода объекта управления сигнал Х поступает на инвертирующийвход элемента сравнения, а также навход модели 6 последовательного корректирующего устройства с постоянными параметрами, которая выполнена,например, в виде блока интеграторов.С выхода модели последовательногокорректирующего устройства сигнал Цпоступает на второй вход суммирующего усилителя. На третий вход суммирующего усилителя поступает сигналБ с выхода модели 7 исполнительногоустройства с постоянными параметрами,выполненной, например, в виде блокаинтеграторов. На вход модели исполнительного устройства поступает сигнал 2с выхода модели 8 объекта управления с постоянными параметрами,выполненной, например, в виде блокаинтеграторов, На вход модели объектауправления поступает .сигнал 2 с выЕхода корректирующего устройства 9 спостоянными параметрами, выполненного, например, в виде блока интеграторов, На вход корректирующего устройства 9 поступает сигнал 11 с выхоЕда суммирующего усилителя,Введение блоков 7-9 позволяет приформировании значений коэффициентовхарактеристического полинома замкнутой системы, требуемых для минимизации уровня помех на входе в исполнительное устройство и обеспечениязаданных динамических свойств в режиме управления, избежать введениявнутренних положительных обратныхсвязей, Тем самым обеспечиваетсямалая чуаствительность системы ктехнологическим и эксплуатационнымразбросам параметров элементов регулятора и.расширение диапазона работысистемы в реальных условиях.Пусть объект 5 управления и исполнительное устройство 4 описываются соответственно дифференциальными уравнениямикьР к(0:кщ кцСР 10=С,О 1 И, С. " Еккчч где Р - оператор дифференцирования, Ъ, с 1- константы.Уравнение суммирующего усилителя0,(е)=к, ц (с)-г(е)-ц, (е) .Тогда последовательное корректирующее устройство 2 описывается диф" ференциальным уравнениемкуЕ СР О,(1) оы,Х Н)- Х(а), Ы 15 Модель 7 исполнительного устройства и модель 8 объекта управления описываются соответственно дифференциальными уравнениями 20 ку д С Р Б (С)=с (Е (с); З оЬ РЕ (С)=К Е (Е), К =сопя,25 а корректирующие устройство 9 При этом дифференциальное уравнение, описывающее движение в замкну, той системе, имеет вид+КА ) Р+КА,Здесь п=п, п; А, А - сопяВд=1, п, 1=Олп Поскольку дифференциальное урав кение (1) не имеет производных в правой части, то динамические свойства системы определяются его левой чагде й у - константы, обеспечивающие устойчивость последовательного коррек-,тирующего устройства 2.Модель последовательного корректирующего устройства 6 описываетсяпри этом дифференциальным управлениемлу- П,2 о 1, Р 1. (Г)= 2 Й,РХ(Г),4=остью, При этом желаемые значения коэффициентов А. =А А =А , обеспечивающие с одной стороны требуемые динамические свойства системы в режиме управления, а с другой стороны " минимально возможную при этом величину дисперсии сигнала на входе в исполнительное устройство, достигаются независимо друг от друга при следующем однозначном выборе коэффициентов К , Ь11(К АОУ лУ С оов в -А , 1 =0 п -1оч 1лАК с Коу о о1 =О, иПри этом найденные значения К( уочевидно суть положительные чис(Ъ ла, а значения и, всегда могут быть сделаны таковыми за счет выбора о1 Это соответствует наличию в системе лишь отрицательных внутренних обратных связей, что и обеспечивает малую чувствительность системы к технологи". ческим и эксплуатационным разбросам параметров элементов регулятора.Таким образом, система автоматического управления нестационарным объектом позволяет обеспечить малую чувствительность к технологическим и эксплуатационным разбросам параметров элементов регулятора, По сравнению с известной расширение диапазона устойчивой работы предлагаемой системы в условиях параметрических воз.%- мущений регулятора достигает 10-15 раз, Прй этом минимизируется уровень помех на воде в исполнительное устройство и обеспечиваются требуемые динамические свойства системы в режиме управления при изменении параметров объекта в широких пределах. лл.с с.Ь,), ГО,1 о О Формула изобретения Система автоматического управления нестационарным объектом, содержащая последовательно соединенные элемент сравнения, последовательное корректирующее устройство, суммирующий усилитель, исполнительное устройство, объект управления и модель корректирующего устройства, выход которой соединен с вторым входом суммирующего усилителя, выход объекта уа-.1265693 ьвиях, в нее введены последовательносоединенные корректирующее устройство, модель объекта управления и модель исполнительного устройства, вы 5 ход которой соединен с третьим входом суммирующего усилителя, а входкорректирующего устройства - с выходом суммирующего усилителя. равления соединен с инвертирующимвходом элемента сравнения, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюснижения чувствительности системы ктехнологическим и эксплуатационнымразбросам параметров элементов регулятора и расширения диапазона устойчивой работы системы в реальных услоСоставитель В. Титоедактор Е. Папп Техред И.Верес Черни орректо каз 5661/4 Тираж 836ударственного коми м изобретений и от ва, Ж, Раушская одписное а СССРтийб, д, 4/ ВНИИПИ Го по дел 3035, Мос