Бинарная система управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я пи 109 А 1 5 ц 5 6 05 ТЕНИ вкун, А. МЛобанов тем управойчивости, 1, 1980,ГОСУДАРСТВ ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем управлен(56) Авторское свидетельство ССМ 802928, кл. 6 05 В 13/02, 198Авторское свидетельство СМ 1149213, кл. 6 05 В 13/02, 19Шубладзе А. М. Способы силения максимальной степени ус"Автоматика и телемеханика", Й Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах управления технологическими процессами с переменными параметрами, например, в системах управления процессами бурения,Цель изобретения - обеспечение возможности управления астатическим обьектом с нестационарными гистерезисными характеристиками.Сущность настоящего предложения состоит в том, что вводятся два канала управления, один из которых, реализованный с помощью шип-модулятора, обеспечивает качество и устойчивость процесса управления при фиксированном положении гистереэисной характеристики обьекта, а второй контур, реализованный с помощью интегратора, обеспечивает адаптивные свойства(54) БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах управления технологическими процессами с переменными параметрами, Бинарная система управления позволяет существенно расширить функциональные возможности оегулятора и обеспечить требуемую точность регулирования в условиях существенным образом изменяющихся гистерезисных характеристик астатического объекта регулирования. Для этого система содержит задатчики 2 - 5, сумматоры 8 - 11, шим-модулятор 17, инерционный 18 и дифференцирующий 19 фильтры, нуль-органы 20 и 21, одновибраторы 22 и 23, интегратор 16, 1 ил. системы в случае изменения параметров гистерезисного элемента обьекта регулирования,На чертеже приведена функциональная схема системы управления.Система содержит задатчики 1 - 5, сумматоры 6 - 11, множительные устройства 12 и 13, усилитель 14, интеграторы 15 и 16, шим-модулятор 17, инерционный фильтр 18, дифференцирующий фильтр 19, нуль-орган 20 и 21, одновибраторы 22 и 23. Объект регулирования обозначен поз, 24, множительноее устройство 12 состоит из умножителя 25 и усилителя 14.Выход задатчика 1 и выход дифференцирующего фильтра 19, входом которого является выход объекта 24 регулирования, соединены с входами сумматора б, выход которого соединен с первыми входами мно697054 жительных устройств 12 и 13 Выходы задачиков 2 и 3 соединены с вторыми входамисоответственно множительных устройств12 и 13, выходы которых соответственночерез усилитель 14 и интегратор 15 псдключены к входам сумматора 8, Выход сумматора 8 через шим-модулятор 17 иинерционный фильтр 18 соединены с первыми Входами сумматоров 9 и 10. Выходызадатчиков 4 и 5 соединены с вторыми входами соответственно сумматоров 9 и 10.Выход сумматорэ 9 через нуль-Орган 20 иОднОВибрэтор 22 подключен к перВОму ВхОду сумматора 11. Выход сумматора 10 черезнуль-орган 21 и одновибратор 23 подклочен 15к второму входу сумматора 1. Выход сум.матора 11 через интегратор 16 подключен кпервому ВхОду сумматора 7, Второй Входкоторого соединен с выходом шим-модуля.тора 17. Выход сумматора 7 подключен к 20входу объекта 24 регулирования,Адаптивный регулятор предназначендля управления нелинейными объектами,где линейная часть описывается передаточ.ной функцией вида: 25РГ8 т к, к,где Ко= (Мд 1ния обьекта,Значения коэф мальным образом ной степени ус достигается при с эффициентов иент уси фициентов Кп выбирают по м тойчивости, ледующих зна Ки опти- ксималькоторая ниях коР(т гистерезисный э емой уравнений:2 4 Т 2 т 2 Т стгде К - угол на- зона не щейся во времд - параме ну петли гистеО 2 вход лемента: Т О 1+ .1, р К аямени фил э шимгде Тф - постояннмодулятора;Кф - коэффицшим-модулятора;01 - входной сО - ск важностьмодулятора;М - уровень вьного элемента шим.о - выходнойэлемента льтра Силвния 4 ОДУлЯтОРЭ;:игнала шимгнал ши ВЫХОДНОГ леиходного сигнал 1 ОДУЛЯТОРЭ, сигнал гистеое исног переда 1 ятора и При точных фй - ( + дК,. при ,2 ."- д, О;10- 2-0 К при О 2,О Спри ., :клона петли гистерезиса; чувствительности изменяюени петли гистерезиса;тр, характеризующий ширирезиса;ной сигнал гистерезисног А= (М- - д) К,. О,венстве знаменателейкций фильтра шим-моду 40 45 50 55 дифферен цирукццего фильтра передаточная функция регуляторат, к. р + к,Кф Ргде Тд - коэффициент усиления дифференцирующдго фильтрэ;Кп - коэффициент при пропорциональной составляющей закона регулирования;Ки - коэФфициент п ри интегральной составляющей.Тогда передаточная функция замкнутой системы Т Р + 1)Р Е + ТдКо(Кп которые реализуются в предла емом у ройстве,Система работает следующим образом. Регулятор состоит из двух контуров регули-. рования. Первый контур регулирования, состоящий из задагчиков 1 - 3, сумматоров 6-8, множительных устройств 12 и 13, усилителя 14, интегратора 15 и. шим-модулятора 17, лианезирует гистерезисный элемент объекта регулирования, По сигналу ошибки регулирования, получаемой на выходе сумматора 6, как разности сигналов зэдатчика 1 и дифференцирующего фильтра 19, состоящего на Выходе объекта регулирования, на выходе усилителя 14 формируется сигнал пропорциональной составляющей закона регулирования, а на выходе интегратора 15 - сигнал интегральной составляющей. Сумма этих сигналов с сумматора 8 подается на вход шим-модулятора 17, Множительные устройства 12 и 13 используются для ввода в контур регулирования коэффициентов пропорциональной и интеральной составляющих, представляющих собой про 1697054изведение сигналов ошибки регулирования и коэффициентов пропорциональной и интегральной составляющих, поступающих соответственно с задатчиков 2, 3.Второй контур регулирования, состоя щий из инерционного фильтра 18, задатчиков 4 и 5, сумматоров 9 - 11, нуль-органов 20 и 21, одновибраторов 22, 23 и интегратора 16, стабилизирует изменяющиеся во времени параметры гистерезисного элемента 10 объекта регулирования, Выходной сигнал шим-модулятора, реализующего формулу (1), поступает на второй вход сумматора 7 и через инерционный фильтр 18 - на первые входы сумматоров 9 и 10, Выходной сигнал 15 . сумматора 9, представляющий собой разность сигналов задатчика 4 и инерционного фильтра 18, поступает на вход нуль-органа 20, Выходной сигнал одновибратора 22, входным сигналом которого является вы ходной сигнал нуль-органа 20, поступает на первый вход сумматора 11, Входной сигнал сумматора 10, представляющий собой разность сигналов задатчика 5 и инерционного фильтра 18, поступает на вход нуль-органа 25 21. Выходной сигнал одновибратора 23, входным сигналом которого является выходной сигнал нуль-органа 21, поступает на второй вход сумматора 11. Сумма этих сигналов поступает с сумматора 11 на интегра тор 16. Выходной сигнал сумматора 7, представляющий собой сумму выходных сигналов шим-модулятора 17 и интегратора 16, подается на объект регулирования.Формула изобретения 35 бинарная система управления, содержащая первый задатчик, подключенный к нему суммирующим входом первый блок сравнения, первое множительное устройство, последовательно соединенные второе 40 множительное устройство и первый интегратор, выход блока сравнения подключен к первым входам первого и второго множительных устройств, и первый сумматор, выход которого подключен к входу обьекта регулирования, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения точности в условиях существенным образом изменяющихся гистерезисных характеристик астатического объекта регулирования, она дополнительно содержит шим-модулятор, инерционный и дифференцирующий фильтры, второй, третий, четвертый и пятый эадатчики, второй и третий сумматоры, второй и третий блоки сравнения, первый и второй нуль-органы, первый и второй одновибраторы, второй интегратср, причем выходы второго и третьего задатчиков подключены к вторым входам соответственно первого и второго множительных устройств, входы второго сумматора подключены к выходам соответственно первого множительного устройства и первого интегратора, шим-модулятор и инерционный фильтр соединены последовательно, вход шим-модулятора подключен к выходу второго сумматора, а выход инерционного фильтра - к вычитающим входам второго и третьего блоков сравнения, к суммирующим входам которых подключены выходы соответственно четвертого и пятого задатчиков, первый нуль-орган и первый одновибратор соединены последовательно, вход первого нуль-органа подключен к выходу второго блока сравнения, а выход первого одновибратора - к первому входу третьего сумматора, второй нуль-орган и второй одновибратор соединены последовательно, вход второго нуль-органа подключен к выходу третьего блока сравнения, а выход второго одновибратора - к второму входу третьего сумматора, вход второго интегратора соединен с выходом третьего сумматора, а выход - с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу шим-модулятора, вход дифференцирующего фильтра подключен к выходу объекта регулирования, а выход - к вычитающему входу первого блока сравнения.дактор Б,едо аказ 4305 ВНИИП Составитель А,.П а ще вТехред М,Моргентал Корректор В.ГирнякТираж Подписное .арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 1 "3035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5