Устройство для контроля системы управления Советский патент 1983 года по МПК G05B23/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, и может быть использовано для функционального контроля технических объектов.

По основному авт. св. № 855612, известно устройство, содержащее эталонную модель, вход которой соединен с первым входом контролируемой системы управления и с входом устрюйства, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу контролируемой системы управления, а выход - через последовательно соединенньш ограничитель и интегратор с третьим входом блока сравнения, логический пороговый блок, блок регистрации, два сумматора, накопитель, элемент задержки, два усилителя, два задатчика коэффициента усиления, генератор импульсов, инвертор и импульсный (реобразователь, вход и первый выход которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и к первому входу первого сумматора, а второй выход - к первому входу генератора импульсов, .второй вход которого подключен к второму входу контролируемой системы управления, а выход - через первый задатчик коэффициента усиления - к первому входу

первого усилителя, выход которого связан с первыми входами второго сумматора и логического порогового блока, соединенного выходами с входами блока 5)егистрации. Второй вход второго сумматора соединен с выходом второго усилителя, первый вход кото10рого связан с выходом первого сумматора, выход второго сумматора подключен к второму входу логического порогового блока и первому входу накопителя, второй вход KOTopoiO подключен к выходу импульсного

15 преобразователя через последовательно соединенные второй задатчик коэффициента усиления и элемент задержки, а выход накопителя соединен через инвертор с вторым вхо20дом первого сумматора и вторым входом первого усилителя, а второй выход второго задатчика коэффициента усиления соединен с вторым входом второго усилителя 11. Недостатком устройства является то, что оно не позволяет оперативно управлять сос янием контролируемой системы управления, повышая ее надежность, что снижает эффек тивность и область его применения. Целью изобретения является расширение области применения устройства путем повышения надежности контролируемых систем. Цель достигается тем, что в устройство для контроля системы управления введены второй элемент задержки, вход которого подключен к одному выходу логического порогового блока, и третий усилитель, первый вход которого связан с выходом второго задатчика коэффициента усиления, второй вход - с выходом второго элемента задержки, а выход - с вторым входом контролируемой системы управления. На чертеже показана функциональная схема устройства. Устройство содержит контролируемую систему 1 управления, эталонную модель 2, блок 3 сравнения, ограничитель 4, интегратор 5, импульсный преобразователь 6, первый сумматор 7, второй усилитель 8, второй сумматор 9, накопитель 10, 1швертор 1 первый усилитель 12, второй 13 задатчик к эффициента усиления, первый 14 элемент задержки, генератор последовательности импульсов 15, первый задатчик 16 коэффициен та усиления 16, логический пороговый блок 17, блок 18 регистрации результатов контроля, второй элемент 19 задержки, третий усилитель 20 коэффициента усиления. Устройство работает следуюшим образом. Параллельно системе 1 устанавливается модель 2, математическое описание которой соответствует математическому описанию системы управления. Входной сигнал U является общим для системы 1 и модели 2. Этот сигнал берется непосредственно из контура системы управjremia, составной частью которой является контролируемый объект. Выходные сигналы X системы 1 и Хгп модели 2 сравниваются в блоке 3. Полученный сигнал рассогласования (X-Хт) подается через ограничитель 4 на интегратор 5. Проинтегрированный выход ной сигнал XK подают как сигнал огрицател ный обратной связи в блок 3, образуя, тем самым, замкнутый контур компенсации рассогласования выходных сигналов объекта и модели (X-Xfn) вызываемого несовпадением параметров модели 2 и системы 1. Преобразованный таким образом сигнал рассогласования Д Х-Хщ-Хк, являющийся относительным значением случайного вектора состоя ния ДС-Ь) , служит входным сигналом преобразователя 6. По этому сипйлу устройство, включающее блоки 6-16, реализует получение значений текущей ulK+ /K-f--) и предсказанной Д (. К+Е IК ) оценок, на основе которых с помощью блоков 17, 19 и 20 осуществляется управление состоянием системы 1, а блок 18 регистрирует результаты контроля и управления. В связи с этим следует рассмотреть два режима работы устройства. 1. Режим определения текущей оценки Д(( } и управления текущим состоянием. Работа начинается с нулевого значения оценки Ajj(O/o) О (в накопителе 10 нулевое значение оценки). В момент по приходу на вход преобразователя 6 случайного значения сигнала Дд (-t) в данном случае, при К«0 д, длительностью, обеспе1швающей нормальное срабатывание элементов схемы устройства, и амплитудой, соответствующей значению AX(t) в момент . Сигнал Дд(К+1) с одного из выходов преобразователя 6 поступает на входы задатадка 13 и генератора 15, а с другого выхода - на первый вход сумматора 7. Задатчик 13 обеспечивает установку коэффициентов усиления усилителя 8Кд() при ) , усилителя 2 Фд (КД-«-( при .(0,-()О и управление сбросом накопителя 10 старой оценки через элемент задержки 14, имеющий задержку на один шаг (такт счета). Задатчик 16 с помощью генератора 15 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 12 Фд(к..( при .(/,0) D этот момент времени, ри на втором входе сумматора 711д (О/о) О С выхода сумматора 7 сигнал Дд (() усиленный усилителем 8 в kiC-f) риз, пройдя через сумматор 9, поступает в накопитель 10 и блок 17, т.е. полученное значение оценки Ai (l/l) передается в блок 17 и задерживается в накопителе 10, обеспечивающем выдачу .S(K/K) на вход усилителя 13 и через инвертор 11 на вход сумматора 7. Вычисленное значение оценки Дx(/) сравнивается блоком 17 с соответствующим значением UvnQp величина отююнения uVf,Qp(о) передается в блок 18 и задерживается на элементе 19 на один шаг до момента поступления следующей величины отклонения. В момент К-О Цд.-О управление системой 1 не осуществляется. В момент K-l поступившее с выхода преобразователя 6 на первый вход сумматора 7 значение сигнала A(Kfl) при Ц:1 Дд(2) суммируется с Дд () имеющимся на втором входе последнего. Полученная с выхода сумматора 7 невязка Л 1К+-1|К) ()-Фд.(,К )A(K/K) в данном случае, при КМ.,,) Л;(2.)-ф(2,02(1Н), усиленная усилителем 8 в K(i} раз, подается на первый вход сумматора 9, на второй вход которого поступает из накопителя 10 предьщущее значение оценки Д.(1Н) , усиленное усилителем 12 вф;.(Kf,1) раз при Вфд(а,1) раз. Полученное в результате суммирования указанных величин на вы ходе сумматора 9 текущее значение оценки состояния АХ КИ/К+1)Фл(КН,К);,СК/К)КДК+ м))-Фх(К41,К)Л;(К/К)3, где дСк/к)фдСК,к)Д;(.()(K,KH)AU;,pU), в данном случае, при Ал(2/2)Фл, (2,1)(1/1ИКл/2)СдjL(i)-Фли- ДлН/). Л(Н)Ф; ио;Дд(0/о)+ ,-1)лидтор(0; задерживается в накопителе 10, передается в блок 17, который определяет величину отклонения Uxnop(l) Это значение поступает в блок 18 и в злемент 19, где указанное значение задерживается, а хранившееся значение Л U Хлор передается на вход усилителя 20. Значение лУпОР У о усилителем 20, вЦ(.К,К-1) при ьЧ.C)) раз, воздействует на управляемый вход систе мы 1, приводя ее состояние к норме. В дальнейшем, при k - 2,3,... описанный цикл повторяется. 2. Режим предсказания оценки на заданны интервал времени К ) и управления. В,, этом режиме в соответствии с установкой заданного интервала предсказания (Установка tзaд) в генераторе 15, последний с помощью задатчика 16 обеспечивает установку коэффищ1ента усиления усилителя 12 на величину Фх (K.-f е,к) , что позволяет усиливать Л(,К/К) в указанное число раз, обеспечивая ем самым вьщачу через второй вход суМматора 9 на вход блока 17 предсказанного значения оценки на t шагов вперед Дх(к4е|к),к) V UIK), т.е. на заданный интервал времени. В остальном работа устройства аналогична работе в первом режиме. Таким образом, вычисленные значения оценок сравниваются блоком 17 с соответствующими значениями JpOp величнне отклонения схема управления (блоки 19 и 20) вырабатывает соответствующий сигнал управления, приводящий состояние системы контроля к норме, а блок per гистрацин результатов контроля фиксирует изменение этого состояния. Изобретение позволяет управлять поведением контролируемых систем, расщиряя, тем самым, область применения устройства. Экономический зффект от внедрения предлагаемого устройства можно оценить величиной предотвращенного ущерба, который мог бы иметь место вследствие невозможности управления изменением поведения объекта контроля с целью повышения его надежности. Формула изобретения Устройство для контроля системы управления по авт. св. № 855612, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения уст|юйства, в него введены второй элемент задержки, вход которого подключен к одному выходу логического порогового блока, и третий усилитель, первый вход которого связан с выходом второго задатчика коэффициента усиления, второй вход-с выходом второго элемента задержки, а выход - с вторым входом контролируемой системы управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР К 855612, кл. G 05 В 23/02, 1979 (прототип).