Устройство для компенсации запаздываний

(21) (22) (46) (71) стит (72) зможности устройс нсации в явном ви ет кома за ичных за разнале паз ния регулиров а- воздейст- экстраполяал запаздыдельномервого ляев(56) У 96 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯЗДЬБАНИЙ7) Изобретение мовано для построенческого управлениъектами, содержащимпаздывания и подвконтролируемых воонарными свойствазволяет расширить(5 ПА (5 за об зане ОМПЕНСАЦИИ ЗА ет быть исполья систем автом скимительныевлиянию ех и зна еннь мущении с нестми. Изобретение функциональные СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ 4161246/24-2415.12.8615.07,88, Бюл. В 26Сибирский металлургический ит им.Серго ОрджоникидзеВ.П.Авдеев, В.И.Соловьев,арапулов, В.А.Столяр, Л.П.МышМ,Б,Купчик, М,Ф.Марьясов,80140996 дыванни в одном каобъекта. Регулирующеевне П зкстраполируется вторе 17 на меньший интерввания, корректируется в моконтуре (составленном из пмасштабирующего блока 12, сумматора 13, второго масштабирующего блока 14 третьего блока 15 задержки и второ блока б сравнения) с учетом разницы между большим и меньшим запаздыванием в одном канале регулирования, пос ле чего реализуется исполнительным , блоком 2. Выходной сигнал У" уст= ройства получается в результате суммирования.измеренного датчиком 3 зна чения выходного сигнала У объекта и преобразованного в модели 8 инерционной части объекта сигнала об ошибке экстраполяции регулирующего воздействия П . 1 ил.Изобретение относится к технике автоматического управления и регули, рования и может быть использованодля построения систем автоматическо-.1 , го управления техническими объектами, , содержащими значительные запаздыва-ния и подверженными влиянию неконтролируемьпс возмущений с нестационарными свойствами, причем преобразование регулирующего воздействия осуществляется в одном канале регулирования с несколькими запаздывания, т,е. зависимость между выходным сигналом У объекта и регулирующим воздействием Б в операторной форме имеет видлУ (Р)= (1 се+ 1 се ) ср,(Р) 11(Р),(1) где 1 с 1 и 1 с - коэффициенты передачи20для различных запаздываний объекта соответ".ственно;и Г - времена запаздыванияг 25причем 1(ьу(Р) - передаточная функцияинерционной частиобъекта.Примером описанного класса объек 30тов являются каналы регулирования.теплового состояния горна доменныхпечей "снизу" путем изменения расхода природного газа или мазута.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройст ва,На чертеже представлена блок-схема устройства для компенсации запаздываний.40На блок-схеме принять следующиеобозначения: Б(г) - сигнал регулирующего воздействия в -й момент времени; У(С) - выходной сигнал объектауправления Бр(г.) - входной сигнал45устройства для компенсации запаздываний; ч - неконтролируемое возмущение; У (й) - выходной сигнал устСКройства для компенсации запаздываний.Устройство для компенсации запаздываний содержит объект 1 управления,.50исполнительный блок 2, датчик 3 выходной величины, третий масштабирующий блок 4, первый блок 5 задержки,первый сумматор 6, первый блок 7 срав 55нения, модель 8 инерционной частиобъекта, третий сумматор 9, четвертый масштабирующий блок 10, второйблок 11 задержки, первый масштабирующий блок 12, второй сумматор 13,второй масштабирующий блок 14, третийблок 15 задержки, второй блок 16 срав"нения и экстраполятор 17,Алгоритм функционирования устройства для компенсации запаздыванийследующий. РегулиРующее воздействиеБ экстраполируется в экстраполяторе7 на меньший интервал запаздывания,корректируется в модельномконтуре(составленном из первого масштабирующего блока 12, второго сумматора 13,второго масштабирующего блока 14,третьего блока 15 задержки и второгоблока 16 сравнения) с учетом разницы/между большим и меньшим запаздываниями в одном канале регулирования, после чего реализуется исполнительным блоком 2. Выходной сигнал У " устройства для компенсации запаздываний получается в результате суммирования измеренного датчиком 3 значения выходного сигнала У объекта и преобразованного в модели 8 инерционной части объекта сигнала об ошибке экстраполяции регулирующего воздействия цГДля реализации описанного алгоритма функционирования устройства для компенсации запаздываний входной сигнал О устройства экстраполируетсяРна время запаздыванияв экстраполяторе 17 и подается на вход второго блока 16 сравнения, где алгебраически суммируется с выходным сигналом второго сумматора 13 и входным сигналом исполнительного блока 2. Во втором сумматоре 13 происходит суммирование сигналов, поступающих на его первый и второй входы. На первый вход второго сумматора 13 поступает выходной сигнал второго. блока 16 сравнения, умноженный в первом масштабирующем блоке 12 на коэффициент 1 с. На второй вход третьего сумматора подается выходной сигнал второго блока 16 сравнения, умноженный во втором масштабирующем блоке 14 на коэффициент 1 с и задержанный в третьем блоке 15 задержки на время ь Регулирующий сигнал П подается с выхода второго блока 16 сравнения через исполнительный блок 2 на вход объекта 1 управления,В третьем сумматоре 9 происходит суммирование сигнала об измеренном датчике 3 значении выхода объекта 1 управ1409966 первом блоке 5 задержки, второй сигнал есть умноженный на коэффициент 1 в четвертом масштабирующем блоке 10 и задержанный на интервал 7 во втором блоке 11 задержки входной сигнал исполнительного блока.Предлагаемое устройство для компенсации запаздываний обеспечивает компенсацию различных запаздываний в одном канале регулирования, что видно из следующих выражений, Операторная зависимость выходного сигналаскустроиства У от его входного сигнала П имеет видления У и сигнала с выхода модели 8инерционной части объекта.На вход модели инерционной части объекта подается сигнал, являющийся результатомалгебраического суммирования в первом блоке 7 сравнения сигнала Бр ивыходного сигнала первого сумматораб. В первом сумматоре б происходитсложение следующих двух сигналов:первый сигнал получается в результате умножения на Е в третьем масштабирующем блоке 4 входного сигналаисполнительного блока 2 и его задержки на время запаздывания , в 51015 У (Р)= Ц,(Р) Ч" (Р) - (Ке Р "+К е )Ц(Р) - Уф(Р) Ц(Р)(2) из (2) получаемУ к (Р) =МР)Ц(Р). (4)Выражение (4) для совокупностиобъекта 1 управления и устройства длякомпенсации запаздываний свидетель-,ствует о том, что устройство обеспечивает полную компенсацию запаздываний в объекте управления.Устройство для компенсации запаздываний имеет более.широкие функциональные возможности, так как позволяет осуществлять компенсацию запаздываний не только в состояниях, нои нескольких запаздываний в одном канале регулирования,Формула изобретения 55Устройство для компенсации запаздываний, содержащее первый масштабирующий блок, второй масштабирующий блок, последовательно включенные исгде Ч (Р),(Р) - передаточные функции соответственно инерционной части объекта управления и ее модели;ч"э(Р) - передаточная функ- З 0ция экстраполятора.При условии адекватности модели, т.е. при полнительный блок, объект управления и датчик выходной величины, последовательно включенные третий масштабирующий блок, первый блок задержки, первый сумматор, выходом соединенный с первым входом первого блока сравнения, последовательно включенные четвертый масштабирующий блок и второй блок задержки, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, вход исполнительного блока соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого масштабирующих блоков, вход устройства соединен с вторым входом первого блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет компенсации разных запаздываний, в него введены экстраполятор, второй блок сравнения, последовательно включенные третий блок задержки, второй сумматор, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, последовательно включенные модель инерционной части объекта и третий сумматор, выход которого подключен к выходу устройства, выход датчика соединен с вторым входом третьего сумматора, выход первого блока сравнения соединен с входом модели инерционной части объекта, выход первого масштабирующего блока соединен с первым входом второго суммато-, ра, выход второго масштабирующего1409966 Составитель А.ЛащевТехред Л. Сердюкова КорректорМ Лароши Редактор А.Огар Тираж 866 Подписное Заказ 3477/42 ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 блока подключен к входу третьего блока задержки, вход устройства соединенс входом экстраполятора, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которогосоединен с вторым входом второго блока сравнения и с входом исполнительного блока,