Система регулирования объекта с запаздыванием

СО 03 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9) э 5 В 13 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТО Ко СС 78(54) СИС С ЗАПАЗДЬ (57) Изо тическом МА РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБЪЕКТАЛИЕМ томаванию.егулиретение относится к управлению и регули ет повысить точность Система содержит посл единенные исполнител бъект 2 регулировани к 29, первый фильтр озвол едова рования, тельно с блок вто- изкой ой датч СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СВ 699490, кл . С 05 В 13/02, 19 частоты 30, первый блок 32 сравнения, дифференциатор 21, третий сумматор 17, другой вход которого подключен к входу дифференциатора 21,второй блок 14 определения модуля,первый блок 13 умножения, четвертыйсумматор 12, другой вход которогоподключен к выходу сумматора 7,сигнум-реле 11, интегратор 10, выхокоторого подключен к другому входублока 13, второй блок 9 умножения,третий блок 8 сравнения, первый масштабирующии блок 16, вход которогосоединен с выходом первого сумматора 20, один из входов которого подключен к последовательно соединеннывторому блоку 23 сравнения, второмумасштабирующему блоку 19, второмусумматору 15 и второму входу блока9, второй вход сумматора 20 соединес вторым входом блока 23 и выходомвторого экстраполятора 27, 1 ил,Изобретение относится к областиавтоматического управления и регулирования и может быть использовано всистемах регулирования объектов с запаздыванием, параметры которых изменяются в ограниченных диапазонах икоторые подвержены влиянию ограниченных по амплитуде неконтролируемыхвозмущений с нестационарными свойствами,Цель изобретения - повышение точности регулирования.На чертеже представлена схемасистемы регулирования объекта с запаэдыванием,Система регулирования объекта сзапаздыванием содержит исполнительный блок 1, объект 2 регулирования,первый датчик 3, второй фильтр 4 ниэкой частоты, блок 5 элементов 5-15-Л задержки, первый блок 6 сумматоров 6-1-6-И, второй блок 7 сумматоров 7-1-7-11, третий блок 8 сравнения, второй блок 9 умножения, иитегратор 10,сигнум-реле 11, четвертыйсумматор 12, первый блок 13 умножения, второй блок 14 определения модуля, второй сумматор 15, первый масштабирующий блок 16, третий сумматор17, первый блок 18 определения модуля, второй масштабирующий блок 19,первый сумматор 20, дифференциатор21, третий масштабирующий блок 22,второй блок 23 сравнения, первый блок24 выбора минимального значения, первый экстраполятор 25, первый блок 26выбора максимального значения, второй экстраполятор 27, второй блок 28выбора минимального значения, второй 40датчик 29, первый фильтр 30 низкойчастоты, задатчик 31, первый блок 32сравнения, первая 33, вторая 34, третья 35, четвертая 36 обратные модели объекта, второй блок 37 выбора мак симального значения.Первый 30 и второй 4 фильтры низкой частоты представлены, например,инерционными звеньями первого порядка.50Первый 25 и второй 27 экстраполяторы выполнены в виде реальных форсирующих звеньев,Система регулирования объекта с запаздыванием работает следующим образом.Бинарный регулятор, включающий контуры координатной и оперативной обратной связи, вырабатывает регулирующее воздействие для объекта, параметры которого изменяются в ограниченном диапааоне, Необходимые этомурегулятору огибающие диапазона действующих на объект координатных возмущений косвенно оцениваются с запаздыванием и экстраполируются на текущий момент времени, Дпя этого сигналоб измеренном первым датчиком 3 регулирующем воздействии проходит черезвторой фильтр 4 низкой частоты, гдеподавляются измерительные помехи ипроизводится усреднение на интервалеД(,Ь= - и запоминается в элементахи ф5-1-5-11 задержки блока 5 задержки,причем дГ - диапазон изменений времени запаздывания объекта, а Б - числоразбиений интервала дТ, принимаемоев практических случаях равным 10-15,В результате в блоке 5 задержки запоминается траектория регулирующихвоздействий на интервале дй возможных изменений времени запаздыванияобъекта регулирования, Запомненныезначения используются для определения оценок образцовых регулирующихвоздействий. С целью определения расчетныхкорректировок запомненных регулирующих воздействий выход объекта измеряется вторым датчиком 29 и полученныйсигнал поступает на первый фильтр 30низкой частоты, в котором подавляютсяизмерительные помехи, а затем вычитается из сигнала эадатчика 31 о заданном значении выхода объекта 2 регулирования. Сигнал об ошибке регулирования поступает на входы обратных моделей 33-36 объекта без учета запаздываний, структура которых одинакова, а параметры, в частности коэффициент передачи К и постоянная времени Т, выбраны следующие: для первой модели 33 1, Т,; для второй модели 34 1 с, Т,; для третьей модели 35 1 с ,; Т, для четвертой модели 36где мин и макс обозначают минимальное и максимальное значениясоответствующего параметра, определяющие диапазоны его изменения. Из полученных на выходах обратных моделей33-36 сигналов о корректировках регулирующих воздействий во втором блоке28 выбора минимального значения выби.рается сигнал с наименьшим значением(3) в которых (С) - ошибка регка регулирова ния и 0(, настроечные коэффициенты. Для реализации выражений (1)-(3)во втором блоке 23 сравнения из си- нала Уакс, с выхода второго экстраполятора 27 вычитается сигнал Б Фмин ормула изоб етес выхода первого экстраполято 25р ния35сигнал о полученной разности умножа- Система егется на вели у 1/2а- истема регулирования объекта сби ечину во втором масштау - запаздыванием, содержащая первыйирующем блоке 19 и подается на вто- фильтр низкой часторой сумматор 15. В первом суммато еильтр низкой частоты, первый экстра 20 сигналы 1.1 и 13аторпервом сумматоре полятор, первый сумматор первыйалгебраически 40 датчик, блок элементов задержки поЭсуммируются, затем ревультирую йов задержки, порующи следовательно включенные исполнительсигнал умножается в первом масштаби- ный блок о ектчитается в т етьем брой датчик, первый блок сравненияр локе 8 сравнения выходом соединенныйия,из выходного сигнала второго блока 9 об а йс входом пе войРратно модели объекта, а первымумножения о величине первого слагае- входом - с выхо оммого выражения (1). Для оп- с выходом задатчика, выходДля определения исполнительного блока соединен с вхосигнала об этом слагаемом сигнал об дом первого датчика, о т л и ч а -ошибке регулирования Е(1) умножаетсяв третьем масштаб ем оющая ся тем чтоя , , с целью повыирующем блоке 22 щения точности системы, она содержитна коэффициент Ы , определяется вчйвторои фильтр низкой частоты двапервом блоке 18 определения модуля б оалока сумматоров, два блока выбо асигнал о модуле этого произведенияо, рак минимального значения, два блока выкоторый подается на второй сумматор б15, С ломо ьюора максимального значения, три обпомощью диффереициатора 21 и ых модели объекта, первый масштаратных мотретьего сумматора7 вычисляется сиг- бир й б онал б бо выражения (3), а с поью 1 7 ирующи лок, второй экстраполяторн)второи блок сравнения, второй масштащью блоков с 10 по 14 решается диффе- б ющийирующий блок, третий масштабблок, первый блок определения модуля,а во втором блоке 37 выбора максимального значения - сигнал с максимальным значением. Эти сигналы алгебраически суммируются в первом 6 иво втором 7 блоках сумматоров с сигналами о запомненных значениях регулирующих воздействий и в итоге получается 2 И сигналов об оценках образцовых решений, полученных с запаздыванием на различные интервалы времени из диапазона изменения временизапаздывания объекта 2 регулирования.Из сигналов об этих оценках в первомблоке 24 выбора минимального значения выбирается сигнал о наименьшейоценке образцового решения, в первомблоке 26 выбора максимального значения - сигнал о наибольшей оценке образцового решения. Эти сигналы экстраполируются на Время максимальногозапаздывания соотВетственно в первом25 и в-ором 27 экстраполяторах наФВыходе которых получаются сигналы обоценке нижнейи верхнеймнн моксогибающих приведенного координатно параметрического возмущения в масштабе регулирующего воздействия. СигналысГСн Иок ПОСтУПают Нд ВХОДЫвторого блока 23 сравнения и первого сумматора 20 бинарной части сис темы регулирования.Функционирование бинарной частисистемы регулирования описываетсявыражением сигнал третьего блока 8 сравнения поступает на исполнительный блок ,30 который реализует вещественное регулирующее воздействие на объект 2 регулирования.Заказ 2269/46 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 второй сумматор, дифдеренциатор, третий сумматор, второй блок определения модуля, первый блок умножения, четвертый сумматор, сигнум-реле, интегратор, второй блок умножения и тре 5 тий блок сравнения, выход второго зкстраполятора соединен с первым входом блока сравнения, выходом соединенного с входом второго масштабирующего блока, выход третьего масштабирующего блока через первый блокопределения модуля соединен с первымвходом второго сумматора, выход дифференциатора соединен с первым входом третьего сумматора, выходом подключенного через второй блок определения модуля к первому входу первогоблока умножения, выход которого соединен с первым входом четвертого сум Оматора, выход которого через последовательно сое-иненные сигнум-релен интегратор подключен к первомувходу второго блока умножения, выходом подключенного к первому входу 25третьего блока сравнения, выход которого подключен к выходу исполнительного блока, выход второго датчика соединен через первый фильтр низ-.кой частоты с вторым входом первого ЗОблока сравнения, выход которого подключен к входам второй, третьей ичетвертой обратных моделей объекта,третьего масштабирующего блока, диф-:ференциатора и к второму входу третьего сумматора, соединенного своимвыходом с вторым входом четвертого сумматора, выход интегратора подключен к второму входу первого блока умножения, выход первого блока выбора минимального значения соединен через первый зкстраполятор с первым входом первого сумматора, выход которого через первый масштабирующий блок соединен с вторым входом третьего блока сравнения, выход первого блока выбора максимального значения соединен через второй зкстраполятор с вторым входом первого сумматора и вторым входом второго блока сравнения, выход второго масштабирующего блока соединен через второй сумматор с вторым входом второго блока умножения, выход первого датчика соединен через второй фильтр низкой частоты с входами блока задержки, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков сумматоров, выходы обратных моделей объекта соединены с входами второго блока выбора минимального значения и с входом второго блока выбора максимального значения, выход которого подключен к вторым входам второго блока сумматоров, выход второго блока выбора минимального значения подключен к вторым входам первого блока сумматоров, выходы первого и второго блоков сумматоров соединены с входами первого блока выбора минимального значения и с входами первого блока выбора максимального значения.