Адаптивная система регулирования для объектов с изменяющимся запаздыванием

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2912,80 (21) 3225429/18-24с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 231082, Бюллетень МВ 39Дата опубликования описания 23,10,82 Р 1 М К 3 О 05 В 13/02 Государственный комитет СССР во делам изобретений и открытий,1,нИ, Ьамалии ,ц,;р; р 1; 71) Заявите Бел ий ордена Трудового Кр литехнический институт ног 4 АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ОБЬЕКТО С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ЗАПАЗДЫВАНИЕМ 2 нта, четвен с выходоо ом к системы явйствия сис дывания ти вследшения коэфора при уве ляовышение быстчто системаИзобретение относится к автоматизации технологических процессов с изменяющимся транспортным запаздыванием и может быть использовановчастности для автоматизации тепловыхпроцессов электростанций.Известна система, содержащая .электронную вычислительную машину,которая моделирует объект регулирова"ния и осуществляет поиск параметровмодели 1 1.Недостатками данной системы явются высокая стоимость, сложность,снижение надежности и потери на по-.иск, что ограничивает их применениедлярегулирования технологическихпроцессов с транспортным запаздыванием, а в большинстве случаев делаетих использование неприемлемым,Наиболее близким техническим решением является адаптивная системарегулирования для объектов с изменяющимся запаздыванием, содержащая последовательно соединенные задатчик,сравнивающий элемент, регулятор,объект и последовательно соединенные упредитель и модель с регулируемым запаздыванием, подключенную входом к второму входу сравнивающегоэле".лента, а выходом - к третьему входу сравнивающего элеме ртый вход которого соедине мобъекта, подключенного вх дду Упредителя 2),Недостатком известнойляется понижение быстродетемы при- увеличении запазобъекта и снижение точносствие необходимости уменьфициента .передачи регулятличении запаздывания.Цель изобретения - иродействия и точности.Цель достигается тем, .содержитпоследовательно соединенныезадатчик запаздывания, счетчик, блокрегулирования, последовательно соединенные дешифратор, управляемыйгенератор опорной частоты, последо вательно соединенные первый усилитель, первый, триггер и последовательно соединенные второй усилительи второй триггер, поключенный первым и вторым выходами соответствен но к первому и второму входам дешифратора, подключенного третьим ичетвертым входами соответственно к.первому и второму выходам первоготриггера, вторым и третьим выходом 30 соответственно к второму и третьему"Запрет генерации .14". Дешифратор 11 на четыре входа может иметь блок-схему, как, например, изображенную на фиг.2, где обозначено элемент 11 - 16, (1 ), (2) и т,д. - номера входов и выходов триггеров 8, 10 и дешифратора 11. входам счетчика, четвертым выходом -к второму входу управляемого генератора опорной частоты, выход которого подключен к пятому и шестому входам счетчика, выход блока регулирования подключен к второму входу модели с регулируемым запаздыванием, выход которой подключен к входу первого усилителя, вход второго усилителясоединен с выходом объекта.На фиг.1 изображена блок-схемасистемы; на фиг.2 и 3 - блок-схемывозможной реализации соответственнодешифратора и блока управления системы,Система содержит задатчик 1,сравнивающий элемент 2, регулятор 3,объект 4, упредитель 5, модель б срегулируемым запаздыванием, второйусилитель 7, второй триггер 8, первый усилитель 9, первый триггер 10,дешифратор 11, счетчик 12, задат-.чик 13 запаздывания, управляемый гецератор 14 опорной частоты (УГОЧ),блок 15 управления.Первый усилитель.9 и второй усилитель 7 помимо усиления осуществляют фильтрацию входных сигналов с помощью встроенных фильтров.Дешифратор 11 предназначен длярасшифровки состояния триггеров 8и 10, а также для выработки управляющих сигналов переключения режимов счетчика 12 "Сложение" илИ "Вычитание " и управляемого генератора.14 опорной частоты (" Запрет" или"Разрежение" генерации) согласнотаблице, с эадатчика 1, Триггеры 8 и 9 находятся в нулевом сос.оянии. При этом с первого выхода дешифратора 11 на первый вход УГОЧ 14 поступает потенциал, запрещающий генерацию. В счетчике 12 находится либо код, установленный эадатчиком 13 исходного кода запаздывания, либо код запаздывания предыдущего цикла адаптации. Величи 35 40 45 50 б 0 на запаздывания модели б с регулируемыми запаздыванием приведена блоком 15 регулирования в соответствиес кодом реверсивного счетчика 12 запаздывания. ляется при каждом изменении оператором либо задания с задатчика 1,либо при подаче на сравнивающий элемент 2 пробного .единичного сигнала. При этом изменение сигнала навыходе объекта 4 регулирования и модели б с регулируемой задержкой появится соответственно через время запаздывания о иТл, где о - объект,м - модель.Начало изменения сигналов на выходах объекта .4 и модели б определяется соответствующими с помощью усилителей 7 и 9, которые формируют пороговые потенциалы переключения для триггеров 8 и 10 практически без задержки. При этом, если первым в единичное состояние устанавливается 5 1015 202530 Счетчик 12 выполнен реверсивным, причем его второй вход предназначен для восприятия сигнала: на сложениетретий вход - на,вычитание, пятый и шестой входы - для подачи опорной частоты. Выход счетчика является параллельнм кодом содержащегося в нем числа.:.Задатчик 13 имеет органы управления и соответствующие схемы для подачи оператором команд, либо на установку заданной величины запаздывания, либо для подачи пробного единичного сигнала.Блок 15 управления при значительном диапазоне изменения запаздыва" ния объекта может иметь блок-схему, например, изображенную на фиг.3, где обозначено; цифроаналоговый преобразователь .(ЦлП) 17, усилитель 18, исполнительная. схема 19. Последняявыполнена в виде последовательно соединенных реэисторного делителя (ЯлЯ)эмиттерного повторителя на сдвоенных транзисторах (Т,Т) и лампочки накаливания (Л), используемой в качестве эмиттерного резистора, при этом модель б должна содержать фотореэистор в качестве входного элемента на втором входе.Система работает следующим образом.В исходном состоянии автоматичес- кой системой регулирования произведена отработка задания, поступающая Очередной цикл адаптации осуществтриггер 10, то Тм, если он устанавливается вторым торфм"оВ первом случае сигналом с второго выхода дешифратора 11 счетчика,12 устанавливается в режим сложенияс управляемого генератора 14 снимается запрет на генерацию, и в счет. чик 12 заносится дополнительное ко" личество импульсов, пропорциональное разности То -. Генерация управляемого генератора 14 в рассматриваемом случае прекращается, когда триггер 8 также установится в единичное состояние, так как при этом с четвертого выхода дешифратора 11 на него поступает запрещающий сигнал.Во втором случае счетчик 12 устанавливается в режим вычитания сигналом с третьего выхода дешифратора 11, при этом из содержимого счетчика 12 вычитаются импульсы, т.е. реализуется аналогичным образом за( ьр ь )Регулировка запаздывания в модели б осуществляется блоком 15 регулирования, получающим с выходов счетчика 12 код разности запаздывания модели и объекта. Этот код преобразуется с помощью ЦАП 17 (фиг.З) в аналогичный сигнал, который после усиления усилителем 18 вызывает изменение накала лампочки (Л) исполнительной схемы 19, которая воздействует на фоторезистор модели б и изменяет ее запаздывание так, чтобы оно стало равным запаздыванию объекта 4.Подстройка системой запаздывания модели, например, котлоагрегата при изменении его запаздывания в пределах 52-12 3 с при переходе со 100 на 50 нагрузку позволяет увеличить быстродействие системы примерно в 2 раза, а также повысить ее точность. Формула изобретенияАдаптивная система регулирования для объекта с изменяющимся запазды ванием, содержащая последовательносоединенные задатчик, сравнивающийэлемент, регулятор, объект и последовательно соединенные упредитель и модель с регулируемым запаздыванием, подключенную входом к второму входу сравнивающего элемента, авыходом - к третьему входу сравнивающего элемента, четвертый вход10которого соединен с выходом объектаФподключенного входом к входуупредителя, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью увеличения быстродействия и точности системы, она содержит последовательно соединенные15 задатчик запаздывания, счетчик, блокрегулирования, последовательно соединенные.дешифратор, управляемый генератор опорной частоты, последовательно соединенные первый усилитель,первый триггер и последовательносоединенные второй усилитель и второй триггер, подключенный первым ивторым выходами и соответственно кпервому и второму входам дешифрато-.25 ра,подключенного третьим и четвер"тым входами соответственно к первому и второму выходам первого триггера, вторым и. третьим выходом - соответственно к второму и третьемуЗ 0 входам счетчика, четвертым выходомк второму входу управляемого генера- .тора опорной частоты, выход которогоподключен к пятому и шестому входамсчетчика, выход блока регулированияподключен к второму .входу модели срегулируемым запаздыванием, выходкоторой подключен к входу первогоусилителя, вход второгО усилителясоединен с выходом объекта.Источники информации,40 принятые во внимание при экспертизе1. Гурецкий Х, Анализ и синтезсистем управления с запаздыванием.М., "Машиностроение", 1974, с. 254.2. ДраЪюк Б.Н. и Синайский Г,В.45 Системы автоматического регулирования объекта с транспортным запаздыванием, .М "Энергия", 1969,с. 33968788 Рыхойг ригрро Составитель В. Нефедов едактор А. Шандор Техред И.Гайду Корректор М, Немчикаказ 81 бб/76Тираж 914 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушск