Устройство для функционального контроля систем управления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 151177 (21) 2543122/18-24с присоединением заявки Мо(51)М. Нл. С 05 В 23/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯИзобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть применено для функционального и диагностического контроля технических объектов,Известно устройство для диагностического контроля, содержащее последовательно соединенные блок сравнения, ограничитель и интегратор, позволяющее проводить диагностический контроль несложных по структуре объектов 1), Однако функциональные возможности такого устройства ограничены.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройст во, содержащее последовательно соединенные блок сравнения, ограничитель и интегратор, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, последовательно соединенные первый блок управления и первый сумматор, другой вход которого подключен ко входу устройства, последовательно соединенные модель системы управления, второй блок упреждения и второй сумматор, другой вход которого подключен к выходу модели системы управления, и пороговый блок, первый вход которого соединен со вторымвыходом блока сравнения 2) . Недостатками устройства являются невысокаяточность работы и невозможность прогнозирования технического состоянияконтролируемой системы,Целью изобретения является повышение достоверности контроля,Эта цель достигается тем, чтопредложенное устройство содержит двемодели чувствительности, блок идентификации, третий и четвертый сумматоры. Вход устройства соединен со входами блока идентификации и первой моделью чувствительности, выход которой подключен к одному из входовтретьегосумматора, другой вход которого соединен с выходом первогосумматора, а выход - со вторым входом блока сравнения, третий вход которого подключен к выходу четвертогосумматора, соединенного одним иэвходов с выходом второй модели чувствительности, другим входом - с выходом второго сумматора, ВторОй блокпорогового блока соединен.с выходомблока и идентификации,Структурная схема устройства представлена на чертеже% вю м ЮАд хмач акакак г,21 2 л, пропорциойальный величинегде дк. - изменение внутреннихпараметров модели 2 поступает на вход сумматор . 6%)Х ра 14, в котором произ 5 -,- (дЮ, 60 водится сложение сигналов Гл и 2.С выхода сумматора 14 сигнал, прогде ь 1 ; интервал упреждения (пред- порциональный величине 1:Ъ 1у,4сказания), поступает на вход блока 7, произвопоступает на второй вход сумматора 5, 5 дящем сравнение сигналов у и у Устройство содержит модель 1 контролируемой системы управления (объекта) 2, первый 3 и второй 4 блоки упреждения. Первый 5 и второй б сумматоры, блок сравнения 7, ограничитель 8. интегратор 9, пороговый блок 10, первую 11 и вторую 12 модели чувствительности, третий 13 и четвертый 14 сумматоры и блок идентификации 15,Устоойство работает следующим образом.Паоаллельно системе 2 устанавливается модель 1, математическое описание которой соответствует математическому описанию системы управления.Допустим, что физические процессы в системе 2 описываются в общем виде нелинейным дифференциальным уравне- нием где - время;Х - выходная координа"та системы;нелинейная функция;Ч - входной сигнал;й - возмущения;КЙ),К, Щ- внутренние параметры системы управления, являющиеся функциямивремени.Физические процессы в эталонной модели системы управления описываются в общем виде системой дифференциальных уравнений где Ко, к, - расчетные значенияопараметров,Входной сигнал Ч является общим для системы и модели, Этот сигнал берется непосоедственно иэ контура системы управления, составной частью .которой является диагностируемыйобъект.Выходной сигнал Х .системы 1 поступает на вход блока 3, на первые входы сумматора 5 и блока 15 и на вход модели 11.В блоке 3 производится формирование производных по времени от выходного сигнала системы управления. С цыхода блока 3 сигна В сумматоре 5 производится сложе-, ние сигналов Х и Е . С выхода этого сумматора сигнал, пропорциональный величине Х=Х + Е , поступает на вход сумматора 13В модели 11 производится формирование производных от выходного сигнала системы управления по внутренним параметрам этой системы, т.е. формирование функций чувствительности,С выхода модели 11 сигнал, пропорциональный величине Яв "дВл г,. л ,. дк,.дк, ак ." "о . 15 г 1а м ф где ьИ . - отклонение внутреннегопараметра системы 1.от расчетного значей 6 я,20 поступает на вход сумматора 13,В этом сумматоре производитсясложение сигналов Е и Хл . С выходасумматора 13 сигнал, пропорциональный величине У=2+ Й ,. поступаетна вход блока 7,Выходной сигнал модели поступаетна входы блока 4, сумматора б, блока15 и модели 12.В блоке 4 производится формирова ние производных по времени от выходного сигнала модели, С выхода блока4 сигнал,.пропорциональный величине поступает на "Ьход сумматора б, в .ко 40 тором производится сложение сигналовХ и Е з, а с выхода сумматора бсигнал, пропорциональный величинеИ =х+ 2 З, поступает на вход сумматора 14,В модели 12, производится формирование производных от выходного сигнала модели 2 по внутренним параметрам модели,С выхода модели 12 сигнал, про 50порциональный величинеПолученный сигнал рассогласования- к умгде У - сигнал обратной связи свыходов блока 7,подается на вход ограничителя 8 ина вход блока 10, на дополнительныйвход которого подается также сигналс выхода блока 15.На входы блока 15 поступают выходные сигналы с системы (Х) и с модели (Х,),В блоке 15 на основе заданного(определенного) критерия близостисистемы и модели проводится определение оценок параметров системыК(г) К(г) для момента временйС выхода блока 15 сигналы, пропорциональные оценкам параметров К (Ц,К(й), подаются на вход блока10, в котором производится сравнениесигнала д с его предельным пороговым(поедельно допустимым) значениемо р, а также сравнение сигналов,пропорциональных оценкам параметровК.).К, Ф), с сигналами, пропорциональными заданным значениямпараметров КГ) К(Г) системы,где 2- заданный момент времени наинтервале наблюдения и контроля.Введение в предложенное устройство двух сумматоров, двух моделейчувствительности и блока идентификации позволяет:Повысить точность работы устройства и достоверность контроля системыуправления, так как в устройстве производится не только сравнение выходных сигналов систеьы управления (Х)и модели (Х ) и сравнение пооизвод-,ных по воемени от сигналов Х и Хпо времени, но и сравнение сигналов,производных от сигналов Х и Х попараметрам К,., К, т.е. производится сравнение У и У(где У иУ, определяются выражениями (1) и(2.Обеспечить достоверное прогнозирование технического состояния системы управления, т,е, определить техническое состояние системы нетолько в текуший момент времени, нои в будуший момент времени 1= +(где ь 1 - интервал упреждения),Обеспечить диагностирование технического состояния системы управления,установление причины появления постепенных отказов и автоматический поискнеисправностей в системе управления,так как в устройстве производится определение оценок текуших значений сзаданными значениями параметров системы для любого момента времени наинтервале наблюдения и контроля,Формула и э обретен и я Устройство для Функционального контроля систем управления, содержашее последовательно соединенные блок сравнения, ограничитель и интегратор, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, последовательно соединенные первый блок управления и первый сумматор, другой вход которого подключен ко входу устоойства, последовательно соединенные модель системы улоавления, второй.блок упреждения и второй сумматор, другой вход которого подключен к выходу модели системы управления, и пороговой блок, первый вход которого соединен со вторым выходом блока соавнения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, устройство содержит две модели чувствительности, блок идентиоикации, третий и четвертый сумматоры, причем вход устройства соединен со эходами блока идентиФикации и первой моделью чувствительности, выход которого подключен к одному иэ входов третьего сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого сумматора а выход - со вторым входом блока сравнения, третий вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, соединенного с одним из входов с выходом второй модели чувствительности, другим входом - с выходом второго сумматора, а второй вход порогового блока соединен с выходом блока идентиФккации,Источники инФормации,.принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 439790, кл. С 05 В 23/02, 1971.2Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2176727/24,кл, 6 05 В 23/02, 1975 (протЬтип),732820Составитель В.Дианов Редактор Л,утехина Техред О.Андрейко Корректор М.Шароши Заказ 1735/37 Тираж 956 Подписное цНИИПИ Государственного, комитета СССРпо делам изобретений и открытийж 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,4