Бинарная система управления

)9 5) 005 В 13 00 ГОСУДАРС ПО ДЕЛАМ 7фФЙ вующивтор чер ровин,при чер аые исследоо во ССС ит ен филте тотип) . РАВЛЕНИЯ оединен ый блок с и ные я и блокдключениодомсоединени,вхо вто ния ч ия, ого тельно эле м п ч ымветстСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО(56) 1, Авторское свидетельпо заявке У 3667901/24,кл, С 05 В 13/02, 1983 (про(54)(57) БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПсодержащая последовательноные инерционный фильтр, перумножения, объект управленисравнения, вторым входом поным к выходу задатчика, а в:к входам дифференциаторов,ных как и выход блока сравнрез соответствующие последосоединенные первые модульныты и первые усилители с вхового сумматора, а через соо е вторые усилители - с входом ого сумматора, выход которого з релейный элемент соединен с ым входом инерционного фильтра, ем датчики внешних возмущений з соответствующие вторые модульэлеиенты соединены с входами сотствующих третьих и четвертых ителей, а выходы четвертых усилей через третий сумматор соедис вторым входом инерционного тра, о т л и ч а ю щ а я с я что, с целью повышения надежи и улучшения качества управле-. системы, она содержит четвертый атор и последовательно соединен- второй блок умножения и пятый итель, выходом подключенный к у второго сумматора, первый вход ого блока умножения соединен с ым входом первого блока умножеа второй вход - с выходами персумматора и третьих усилителей рез четвертый сумматор - с втовходом первого блока умножения.095 а; а(С) с а; 11 ч 0Изобретение относится к автоматическому управлению, построено в рамках бинарных систем автоматического управления и применимо для управления линейными динамическими объектами при действии измеряемых помех по нестационарным каналам и при произвольном неконтролируемом изменении параметров объекта в любых ограниченных пределах. 1 ОИзобретение ориентировано на объ-, екты, динамика которых описывается уравнениему" (Е)+а,у И)+ +ау(Е)=.15 Н "+к(,) ф где а;Ы (=1 зэ и) э с 1 д(Э (3=1,,объекта и переменные параметры нестационарных каналов воздействия наобъект внешних возмущений Г(С)," . к.удовлетворяющие условиям 25 а йД (1=1, .", 1),Ф Фгде а й - известные константы.Задача управления состоит в обеспечении заданной точности регулирОвания, т,е. в сведении ошибки регулирования где х(1)у И)-у,у(й) - задающее воздействие, дозаданных рамеров /хИ)/46, где ьвыбранная положительная величинапри произвольном начальном состоянии системы и при обеспечении малой40зависимости динамических свойствуправляемых процессов от параметровобъекта, изменяющихся в заданныхпределах, и от воздействия внешних45сил эНаиболее близкой к предлагаемойявляется бинарная система управления вынужденным движением с,координатно-параметрической обратной связью Ц, содержащая последовательносоединенные первый сумматор, блок умножения, вторым входом подключенный к выходу инерционного фильтра,объект управления, блок сравнения,второй вход которого соединен с 55выходом задатчика, а выход - с входами дифференциаторов, выходы которыхи выход блока сравнения через соот" ветствующие последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители соединены с входом первого сумматора, а через соответствующие вторые усилители - с входом второго сумматора, выход которого соединен через последовательно включенный релейный элемент с входом инерционного фильтра, второй вход которого подключен к выходу третьего сумматора, датчики внешних возмуще-. ний, выходы которых подключены к входу первого сумматора, через соответствующие четвертые усилители соединены с входом третьего сумматора.Недостатком известной системы автоматического управления является наличие высокочастотных колебаний сигнала управления, что не обеспечивает достаточной надежности и качества регулирования,Цель изобретения в . улучшение качества регулирования и повьппение надежности системы путем повьпнения плавности сигнала управления при действии измеряемых помех по нестационарным каналам,Поставленная цель достигается тем, что система, содержащая последовательно соединенные инерционный фильтр, первый блок умножения, объект управления и блок сравнения, вторымвходом подключенным к выходу задатчкка, а выходом - к входам дифференциаторов, соединенных как и выходблока сравнения через соответствующие последовательно соединенные первые модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора,а через соответствующие вторые усилители - с входом второго суюатора,выход которого через релейный элементсоединен с первым входом инерционного фильтра, причем датчики внешних возмущений через соответствующиевторые модульные элементы соединеныс входами соответствующих третьих ичетвертых усилителей, а выходы чет-. вертых усилителей через третий сумматор соединены с вторым входом инер" ционного фильтра, содержит четвертый сумматор и последовательно соединенные второй блок умножения и пятый усилитель, выходом подключенныйк входу второго сумматора, первыйвход второго блока умножения соединен с первым входом первого блокаумножения, а второй вход - с выходами первого сумматора и третьих усилителей и через четвертый сумматор - с вторым входом первого блока умножения.На фиг, 1 и 2 представлены схемыпредлагаемой бинарной системы,На схеме представлены объект управления 1, задатчик 2; вырабатывающий сигнал у(С)=сопзС, регулятор 3 1 Оконтура координатной обратной связи(КОС), вырабатывающий сигнал управления ц(О, задатчик 4 контура координатно-параметрической обратнойсвязи с выходным сигналом х 9(с),15регулятор 5 контура, Формирующий сигнал ИИ), регулятор 6 контура параметрической обратной связи, формирующий сигнал с(й), блок сравнения 7,дифференциаторы 8-8 г, первые 20модульные элементы 9 1,9 П, первые усилители 10-10 п, первый сумматор 11, вторые усилители 121-12 пвторой сумматор 13, релейный элемент14, датчики возмущений 15-15, вторые модульные элементы 161- 16,третьи усилители 17 - 17, четвертые усилителя 18- 18, третий сумматор 19, инерционный фильтр 20,четвертый сумматор 21, первый блок ЗОумножения 22, второй блок умноже-ния 23,Использование координатной и координатно-параметрической обратных свя"зей приводит к структурной схеме, 35где регулятор 5 контура координатно-параметрической обратной связипредназначен для компенсации ошибкиэтого контура 5(С), при этом в замкнутой системе могут возникать высокочастотные колебания сигнала управ-ления 0(г), Природа этих колебанийзаключена в том, что динамическиехарактеристики задатчика 4 фиксированы,а динамика системы в процессе Функционирования меняется значительно. В связы с этим предлагается ввести в систеич контур параметрической обратной связи, которыйустанавливает соответствующую эависимость между параметрами динамического эадатчика сИ) и величиной сигнала 1 Ю. Один из эффектов от введения указанной обратной связи состоит в устранении высокочастотных . 55колебаний сигнала управления 0(О .С введением параметрической обратнойсвязи структурная схема замкнутой системы приобретает вид представлен)ный на фиг.Работает предлагаемая системаследующим образом.Сигнал у(1) с выхода эадатчика 2сравнивается с сигналом у(1) с выхода объекта управления 1 в блокесравнения 7, Полученная разностьпоступает непосредственно на входпервого модульного элемента 91, ана входы других первых модульных элементов 9 .9 п через дифференциаторы соответствующих порядков81, , 81 сигналы с выходов первых модульных элементов через соответствующие первые усилители 10,10.п подаются на вход первого,сумматора 11; сигнал с выхода блокасравнения и сигналы с выходов диф.Ференциаторов 8, . , 8 П,1 подаются через соответствующие вторые усилители 12,12 п 1 на вход второго сумматора 13, на вход которогоподается через усилитель 12 1 сигналс вновь введенного второго блокаумножения 23. Полученная сумма,представляющая собой сигнал ошибкиконтура координатно-параметрическойобратной связи, подается на вход релейного элемента 14, с выхода которого сигнал подается на вход инерционного фильтра 20; сигналы с выходов датчиков возмущений 151, ,15подаются через соответствующиевторые модульные элементы 161,16 и третьи усилители 17.17.на вход четвертого сумматора 21,а с выходов вторых модульных элементов через соответствующие четвертыеусилители 18 . 18 - на входтретьего сумматора 19, выходом подключенного к второму входу инерционного фильтра 20, сигнал с выхода которого подается на входы первого 22и второго 23 блоков умножения, второйвход первого блока умножения 22 приэтом подключен к выходу четвертогосумматора 21, на вход которого поданы сигналы с выхода первого сумматора 11 и сигналы с выходов третьихусилителей 17, , 171С выходапервого блока умножения 22 сформированный сигнал управления БЙ) поступает на объект управления 1, второйвход второго блока умножения 23 подключен к выходу первого сумматора 11.Следует отметить, что используемая в предлагаемой системе параметрическая обратная связь образована первым сумматором 11, вторым блоком умножения 23 и вторым усилителем 12 Кроме того, предлагаемый способ введения параметрической обратной свя:зи отличается от известного тем, что он требует дополнительно только один усилитель 12 1 вместо применяемых в известном п дополнительных усилителей. Технико-экономический эффект предлагаемой системы управления вынужденным движением с координатной, координатно-параметрической и параметрической обратными связями состоит в том, что она гарантирует более высокое качество регулирования по сравнению с известной системой за счет повышения надежности системы путем повышения плавности сигналауправления, что достигается путемвведения в систему управления вынужденным движением с координатной об ратной связью и координатно-параметрической обратной связью параметрической обратной связи, обеспечивающей устранение высокочастотных колебаний сигнала управления. Результа 1 О ты натурно-математического моделирования показывают, что использованиепредложенной системы для управленияосновностью шихты на доменной печипозволяет обеспечить годовую зкономию 15 порядка 100 тыс. руб в год на однудоменную печь. Указанный эффект достигается за счет снижения удельногорасхода кокса на 3 кг/т выплавляемого чугуна, повышения производитель- М ности доменной печи на 0,5 и снижения колебаний содержания 81 в выплавляемом чугуне на 0,0053./.Зб Тираж 863ВНИИПИ Государственного комитеио делам изобретений и откры 13035, Москва, Ж, Раущская н Подписита СССР ф д иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель А. Лащеввтун Техред М,Пароцай Корректор А. Обруч