Адаптивная система управления для объектов с запаздыванием Советский патент 1983 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к самонастраивающимся систе1 ам управления и может быть использовано для автоматизации технологических процессов с изменяющимся запаздыванием, обусловленным переменным коэффициентом усиления объекта регулирования, в частности для автоматизации управления тепловыми процессами энергоблоков. Известна автоматическая система регулирования, содержащая последовательно соединенные задатчик, суммирующий элемент и объект регулирования, выход которого соединен с вторым вычитающим входом суммирующего элемента. Для ком пенсаиии запаздывания в систему введена модель объекта, содержащая учредитель и элемент задержки CllОднако работа известной системы ооновывается на точном знании объекта регулирования, а значит, и параметров модели. Качество регулирования существенно ухудшается при неточном моделирова1ти динамики объекта (в особенности коэс ициента усиления и транспортного запаздывания). В частности, система пло хо работает, когда, объект имеет существенно нелинейную или изменяющуюся во времени статическую характеристику, т.е когда возможно заметное рассогласование между коэффициентами усиления объекта и модели. Изъест на также система с регулируемой моделью объекта f 2. Недостатком этой системы является то, что она требует соблюдения закона изменения основных динамических характеристик объекта и имеет ограничение в виде К pg е 1, где коэффициент усиления объекта регулирования, 6 - ег запаздывание. Нарушение ограничения приводит к значительному ухудшению качества регулирования. Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является адапти&ная система управления для объектов с запаздыванием, содержащая последовательно соединенные задатчик, сравнивающий элемент, регулятор с оптимизатором, элемент задермски и первый упредитель, подключенный выходом к второму входу сравнивающего элемента, соединенного третьим входом с выходом вт рого упредителя, а четвертым входом выходом объекта управления, вход которого подключен к первому входу второго .упредителя и к входу элемента задержки 3. Недостатком данной системы является использование поискового алгоритма подстройки, что требует применешш вычислительнъгх средств и приводит к потерям времени на поиск. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности системы. Поставленная цель достигается тем, что система содержит задатчик коэффициентов и последовательно соединенные блок аналого-цифровых преобразователей, блок деления, блок умножения, регистр и цифро-аналоговый преобразователь, подключенный выходом к вторым входам первого и второго уПредителей, второй вход регистра соединен с выходом задатчика коэффициентов, а выход - с вторым входом блока умножения, блок аналогоцифровых преобразователей подключен вторым выходом к второКИу входу блока деления, первым входом - к выходу объекта управления, а вторым, входом - к выходу, первого упредителя. На чертеже изображена блок-схема системы. Система содержит задатчИк 1, сравнивающий элемент 2, регулятор 3 с оптимизатором, объект 4 управления, элемент 5 задержки, первый упредитель 6, второй упредитель 7, блок 8 подстройки, блсж 9 аналого-цифровых преобразователей, блок 1О деления, блок 11 умножения, регистр 12, задатчик 13 коэффициентов и цифроаналоговый преобразователь 14. В основу адаптивной системы управ ления для объектов с запаздыванием по- ложен гфишгап непрерывной адаптации коэффициентов усиления двух учредителей моделей объекта с запаздыванием и без запаздывания за. счет домножения исходного кода коэффициента усиления упредитёлей на отношение сигналов объекта регулирования и первого упредителя, при этом SnrO- osiTn Nni- i-il-jg fr) где и K{j5 - коэффициенты усиления упредителей и объекта регулирования; Х и X - выходные сигналы объекта регулирования и первого учредителя; т. и T. - текущий (очередной) и предыдущий цшспы адап тации,t i « l,2,3,...,n . При К,,„(То.) К где К.1„, - исходный (предварительный) коэффициент усиления улред тедей. Адаптивная система упрйвпения для объектов, с запаздыванием работает елеауюшвм обрагкял. В исходном попожении в регистре 12 бл(жа 8 поастройкв находится либо код исходного (предварительного) коаффициен та усиления упреднтелей, который устанавливается эадатчиком 13 коэффицие тов, либо код текущего коэффициента уси ления упредите лей предыдущего цикла адапт&иии, равного ксэффшхиенту усилеНИИ объекта регулирования согласно выражевшо (1). П изменении задания от задатчика 1 или при подаче единичного скачка система отрабатывает задание по трем контурам регулирования. Блок 9 аналого-цифровых преобразова телей преобразует выходные сигналы объ екта 4 регулирсжания и первого упредителя 6 с заданной частотой. Двоичные коды этих сигналов поступают в блок 1О где вычисляется их отношение. Полученное отношение передается в блсж 11 умножения, в котором производится вычиоление текущего ноэффидиента упредителей по формуле (1). Новое значение коэффициента усиления упредителей заносится в регистр 12, и через цифро-аналоговый преобразователь 14 осуществляется подстройка коэффициентов усилений упредителей 6 и 7. При атом перенастройка упредителей не приводит к переходным процессам в системе, так как сигналы с упредителей подаются на входы с{ авнивающего алемента 2 с противоположными знаками. На основании информации блока 8 подстройки в регуляторе 3 осуществляется перенастройка его параметров. Таким образом, новая форма связей блсжа подстройки с узлами известной автоматической системы регулирования для объектов с запаздыванием и предлагаемая структурная организация этого блока позволяют осуществлять компенсацию снижения быстродействия, обусловленного уменьшением коэффициента усиле. ния объекта управления, путем непрерывной адаптации коэффициента усиления упредителей модели объекта беспоисковым методом. Упрощение структуры ка подстройки позволяет повысить надежность системы в целом.

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УГТ- А РАВЛЕтЯ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗ- ДЫВАЙИЕМ, содержащая последсФатель- , но соединенные задатчик, сравниёаюший элемент, регулятор с оптимизатором, эле-} мент задержки и первый упредитепь, под- ключенный выходом к Btoiie y входу сравнивающего элемента, соединенного третьим входом с выходом: второго упре- дитепя, а четвертым входом - с выходом объекта ухфавлевояя, вход которо1х подкпк чен к иервшу входу второго упредитёля и к входу элемента задержки, о т л и ч а юта и с я тем, что, с целью 1К}Вьга1еНИЯ быегрсадейстВия и надежности, она содержит задатчик коэффициентов и Последовательно соедивенные блок аналого-ти})ровых преобразователей, блок деления, блок умножения, регистр и дифроаналоговый преобразователь, подключенный выходом к вторым входам зюрвого и второго упрёдителей, второй вход регист(П ра соединен с выходс задатчика коэффиЁСИентрв,.а выход - с вторым входом блос ка умножения, блок аналого-цифровых Преобразователей подключен вторым выходом к второму входу блока деления, входом - к выходу объекта yit|равления, а вторым входом - к выходу , 1Юрвого упредителя. ел -р-.. САР CQ Од