Устройство для адаптивного управления технологическим процессом Советский патент 1986 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к области распознавания образов, контроля работоспособности и управления сложными объектами, каждое из состояний которых может быть представлено в виде многомерного вектора.

Цель- изобретения - повьшение эффективности системы управления технологическим процессом за счет придания управлению свойств многокри- териальности, устойчивости, динамич ности и адаптивности.

Система управления, функционирование которой базируется на предлагаемом устройстве, имеет выгодно отличающие ее особенности; управление в ней осуществляется с учетом .объективно присущих процессу ,выра- ботки управляющих воздействий свойств многокритериальности, дина- мичности, адаптивности и устойчивости.

Технологический процесс, являющийся объектом управления, характеризуется к-мерным вектором ы показателей качества

w-(i-l, - .-- WK},

где Wj , J 1, к частньй показаУ ... ..- .

тель качества функционирования объекта управления.

Условия протекания технологического процесса характеризуются ъ-мер- ньм вектором -(х ,. ..,х„ неуправляемых переменных (параметров) и 1- -мерным вектором V { Y, ...,Vpr, управляемых переменных (управляющих воздействий). Предполагается, что неуправляемые и управляемые переменные могут быть заданы количественно интервалами изменений своих значений:

v,Vi &v.

Vfel,h ie v

Переменные существенно качественной природы имеют своим количественным выражением двухточечное множество значений {0,1},

Динамика управления технологическим процессом моделируется следующим образом.

Вектор неуправляемых переменных X-x ctl, изменяясь во времени случайным образом, выражает воздействие экзогенных факторов (среды). Каждая реализация случайного вектора

x (t b{x/t),..,xj.t)

242911

определяет в момент t конкретную производственную ситуацию, требующую управления - выработки управляющих

воздействий Y Г(- )

1J Являясь целенаправленным действием,, управление реализуется выработкой таких управляющих воздействий в создавшейся производственной ситуацииj которые обеспечивают

10 достижение цели.. .

Формализация этого естественного тезиса осуществляется путем фор- мализованного заданий конечных целей технологического процесса, а также

(5 промеж уточных (в каждый фиксированный момент времени t ) целей, согласованных с конечными целями: выбором в момент 1 в конкретной производственной ситуации критерия эф20 фективности управления, и формальным определением значений управляемых переменных, наилучшим (в смысле выбранного критерия) образом обеспечивающих заданную промежуточную

25 цель ,

Конечные цели технологического процесса задаются совокупностью требуемых частных показателей качества, конечного продукта технологи30 ческого процесса

- KiP fnp mf,

. w w ,...,w, },

их достижение должно быть обеспечено к концу технологического цикла. Промежуточные цели задаются во времени как функции векторов X(t)

nt),

v.)i7K., w.(i)4,(x U), v(t)), (1)

35

причем для сложившейся в момент t производственной ситуации х (t) промежуточные цели задаются как прогнозируемые на моментt +dt значения

()-iA((t) . , j--ri

JJJ

получаемые с учетом поправки dWj , обусловленной временем реакции процесса-на управляющие воздействияу vVt. ) . По самому определению промежуточные цели согласованы с конечными .

Критерием эффективности управления в конкретной производственной ситуации, описываемой вектором X(t), назначается наиболее приоритетный в момент i показатель качества из совокупности

(ч----. W KJ

частных показателей. Величины приоритетов . показателей Wj , .i-f7K определяются как .функции вектора x(t); . ;

V;ei7K и.(1Ьч Дх(Н1 (1

h являются перемен ными во времени. Следовательно, критерий управления индуцируется конкретно.сложившейся производственной ситуацией. -, Управляющие воздействия ) в момент t в ситуации )r{t) определяются в соответствии с выбранным критерием управления (пусть для определенности таким критерием есть показатель К1 $), т.е.

: Vje Tj 3S:u(t )U.(t), , так, что ьшолняется условие: (t )l-mm,

где W5(t)-W(t)-{5()rCl),nt)), при ограничениях (соответственно для возрастающих и убьгоающих показателей качества) Wj(t) -Wj()0, ,JeJ, ;

(t)-Ulj()iO J S,JeJ,,,j.,yJ,M7K

Другими словами, управление у () определяется как наилучшее из возможных в смысле выбранного критерия

W.

максимально улучшая значение

управляющих воздействий не ухудшает значений остальных показателей качест-ва. Так определяемое управление назьшается нами эффективным.

Уравнения вида (2) представляют собой уравнения множественной линейной регрессии

.

, .S.

гдеХ,,..

v.,iкомпоненты вектора X неуправляемых переменных технологического процесса величина приоритета J-го показателя качества.

При получении зависимостей (3) используется метод планирования экстремальных экспериментов в сочетании с методами, экспертного оцени- вания.

Отыскание коэффициентов регрессии «ij ) л ,j осуществляется следующим образом.

По числу h переменных (факторов) Xj,f i,h значения которых варьи

и

),

10

15

20

25

30

35

40

45 только на двух уровнях (верхнем Xj, и нижнем X,, ), и по числу 2 различных сочетаний их значений стро ится матрица полного факторного эксперимента, имеющая h+1 столбцов и 2 строк.

Каждая строка матрицы, представляющая собой определенное сочетание экстремальных значений неуправляемых переменных, описывает конкретную производственную ситуацию. Группе экспертов предлагается оценить каждую производственную ситуацию в следующем аспекте: каждому эксперту необходимо высказать свое мнение относительно величин приоритетов каждого из Wj 1,к показателей качества. Величина приоритета показателя к/ -, представляет собой отноJ .

сительную-оценку вклада этого показателя в векторный показатель качества U7 { W, ,. . ., ы,}.

Обработанные по соответств5аощ11м методикам мнения экспертов представляются обобщенной групповой экспертной оценкой, представляющей собой распределения значений приоритетов U,j для совокупности l-Jj , j 1,к показателей качества, различные для каждой из 2 производственных ситуаций, представленных строками матрицы.

Таким образом,; каждой строке матрицы планирования эксперг мента (каждой производственной ситуации) соответствует строка значений приоритетов показателей качества Wj-ij f7 которая в соответствии . с терминологией регрессионного анализа называется строкой значений К

функций отклика. Коэффициенты

регрессии a,afj, ,, J 1 ,к. определяются с использованием зна- чепий- функций отклика методом наименьших квадратов.

Уравненид. вида (1) также представляют собой уравнения множественной линейной регрессии

hгт

W:--I Cg.X .V;, J-1,K (А) - (-о

и могут быть получены как способом применяемым для получения уравнения вида (2), так и другими способами, например при корреляционном и регрессионном анализе предыстории технологического процесса, т.е. прь обработке результатов пассивного эксперимента.

Регрессионные зависимости (3) и (4) используются в предлагаемой модели функционирования системы управления технологическим процессом при определении величин пр юритетов показателей качества (зави- 3) и значений этих показателей (зависимость 4) для калэдой производственной ситуации -X d:) ),..ДД11 где ХГ(1)Д (« Х(Ч:.) ;i для cooTBeTCTsyiom ix значений управляющих воздействий У V (f -j-.

Таким образомj из приведенного описания модели системы управлений технологическим процессом усматриваются оговоренные отличит ель нгз е особенности управления,

Многокритериальность управления проявляется в том, что целИ объекта управления и соответствуюпще им критерии представляются вектором W ,... , И,Л .

Устойчивость по отноЕпению к, случайным воздействиям среды, проявляется в выработке управляющих воздействий Y )1 как реакций на имитируемое вектором неуправляемых переменных X (t) воздействие среды при зтом устойчивость управления гарантируется полнотой описания среды5 т.е, размерностью вектора Х-

Динамичность управления проявляется в учете временных изменений векторов Ы W (i), х (t), 7 . (i-).

Адаптивность управления проявля ется в выборе критерия уп1равления, соответствующего возникаюищм производственным ситуациямJ а так}ке з определении величин управляющих воздействий, зависящих от прогнозируемых значений критерия управления

На фиг.1 приведена блок-схема устройстваS на фиг.2 - блок-схема блока определения величины приоритетов показателей качества работы на фиг,3 - блок-схема блока рования блокирующих сигналов во взаимосвязи с элементами блока выбо ра показателя качества э на фиг 4 - блок-схема блока определения величин управляющих воздействий на фиг о 5 блок-схема блока формирования корректирую1цих воздействий

Устройство содержит блок 1измерения сигналов управля€ мь х-входов объект 2 управления, блок 3 измерения сигналов неуправляемых вкодов

гругичу из ч блоков 4 определения величин приоритетов показателей качествгц блок 5 формирования блокирую- uTT-ix сигналов, блок б выбора показателя качества, блок 7 измерения показателей качества блок 8 определения величин упра.вляю1цих воздействий э блок 9 формирования корректирующих воздействийS блок 10 фор1.шро:эання уп авляющих воздействий э блок 11 исполнительных механизмов паозые rpynnbs кз i-, элементов 12 памяти на такт.;, множительные элементы 13; задатчкки 14,. первый тор 15 „к -1 первые группы нз двз-тс злементоЕ. 16 сравнения .-1 первые гругшы из двух пороговых злемен-- тов 17„ К - лервые группы из двух зле гнтов ЗАПРЕТ 18„ вторую группу из К элемен ов 19 сравнения электронный коммутатор 20. элемент ИЛИ 21J вторую группу из К элементов 3AIi;PE;T 22 генератор 23 случайных i;mcej-i, третью группу кз к э,г1емен тсв ЗШРЕИ 24 „ четвертую группз из л элементов 3MIPET 25 5 вторую группу из к (t - h-i) злементов 26 памяти на такТ;, вторую группу из К (я-i-h-,) М|КО}кительных зл,зментов 2, вторую группу из к (-.-л-О задатчиков 28,. глерзую группу иа i; сум каторов 29 первый элемент 30 сравнения.; пятую гру::ту из К элемен1 ов ЗАЛРЕТ 31,, третью группу из К задатчиков 32j первый пороговый элемент 33jпервый элемент ЗАЛРЕТ 34, второй элемент З/ ЛРЕТ 35 э второй элемент 36 сравнения третрй элемент ЗАПРЕТ 37 о:ерв:ж элемент . ЗВ памяти,, четвер тый элемент ЗАПРЕТ 39, пятый эле- MesiT ЗАЛРЕТ 40.. первьй зэдатчик 41; таймер 42 шестой элемент ЗА- ПР.ЕТ 435 седьмой -элемент ЗАПРЕТ 44;, второй элемент 45 памяти, восьмой элемент .ЗАПРЕТ 46 группу из in элементов 47 вьгаитанин шестую- группу из К элементов ЗАПРЕТ 48 четвертую группу из задатчиков 49s третий элемев:т 50 сравнения j девятый эле- мент З.ШРЕТ 51-5 третий элемент 52 пам.ятиэ десятый элемент ЗАПРЕТ 53; второй задатчик 54, элемент 55 задержки, одиннадцатый элемек:т ЗАПРЕТ 56, третий задатчик 57 групщ из элементов 58 деления, седьмую группу КЗ К злементов ЗАЛРЕТ 59f входы 60 блока 11д выходы 61 блока 1, входы 62 блока 2,j выходы 63 блока 3

входы 64 блока 5, выходы 65 блока 5, выходы 66 объекта 2 управления, вторые входы 67 блока 6, выход 68 блока 6, первый выход 69 блока 8; вторые выходы 70 блока В, выход 71 блока 9.

hn выходов блока 1 измерения сигналов управляемых входов -подключены к первьм входам блока определения величин управляющих воздействий. Неуправляемые входы 62 объекта 2 и входы блока 3 измерения сигналов неуправляемых входов объединены.

m -выходов 63 блока 3 измерения сигналов неуправляемых входов объединены с вторыми входами блока 8 определения величин управляющих воздействий и с входами каждого из к блоков 4 определения величин приоритетов, выходы 64 которых подключень к входам блока 5 формирования блокирующих сигналов, К выходов 65 последних объединены с перньЕ :и входами блока 6 выбора показателя качества, с третьими входами блока 8 определения величин управляющих воздействий и с вторыми входами блока 9 формирования корректирующих воздействий. Выходы 66 объекта 2 управления подключены на входы блока 7 измерения показателей качества К выходов 67 которого -подключены на вторые входы блока 6 выбора показателя качества. Выход 68 блока выбора показателя качества объединен с вторым входом блока 5 формирования блокирующего сигнала и третьим входом блока 9 формирования корректирующих воздействий. Первый выход 69 блока 8 определения величин управляющих воздействий подключен на первый вход блока 9 формирования корректирующих воздействий, а m вторых выходов 70 блока определения величин управляющих воздействий под- .ключены на вторые входы блока 10 формирования управляющего воздействия, а на первый вход блока формирования управляющего воздействия подключен выход 71 блока 9 формирования корректирующих.воздействий. Выходы блока 10 формирования управляющих воздействий подключены на вторые входы блока 11 исполнителъных механизмов, первыми входами которого являются управляемые входы 60 объекта 2, а выходы объединены с входами

to

25

0

5

0

5

0

блока 1 измерения сигналов управляемых входов и управляемьми входами объекта 2.

Блок 4 определения величин приоритетов показателей качества содержит первые группы из м элементов 12 памяти на такт, множительных 13 элементов, задатчиков 14 и первьй с Т -;матор 15, На вход элементов 12 памяти на такт первой группы подключены по одному входу 63 блока определения величин приоритетов показателей качества, выход каждого элемента 12 nat- .яти на такт первой группы подкл}очен к первому входу соответствующего MHOsjiTenbHoro элемента 13 первой группы, к второму Бходу каждого из множительных элементов 13 первой группы подключен один соответств тощий задатчик 14 первой группы. Выходы множительных элементов 13 первой группы подключены к входам первого сумматора 15, выход которого является выходом 64 блока 4 определения величин приоритетов показателей качества.

Блок формирования 5 блокирующих сигналов содержит первых групп из двух элементов 16 сравне чян, к-1 первых групп из двух пороговых элементов 17, первых групп из-двух элементов ЗАПРЕТ 18, вторую группу из к элементов 19 сравнения, электронный ко мутатор 20, элемент ИЛИ 21. Первьы из первых входов блока 5 формирования блокирз ощих сигналов являются объединенные первые входы элементов 16 сравнения первой из к -1 первых групп из элементов сравнения, первого эле- .мента ЗАПРЕТ 18 первой группы из первых групп из двух элементов ЗАПРЕТ и первого элемента 19 сравнения второй группы из к элементов сравнения, остальными первыми входами блока 5 формирования блокирующих сигналов являются вторые входы элементов 16 сравнения каждой из к-1 первых групп из двух элементов сравнения, объединенные между собой, а также с первым входом второго элемента ЗАПРЕТ 18 соответ ствующей первой группы из двух элементов ЗАПРЕТ и с первым входом соответствующего элемента 19 сравнения второй группы из к элементов ЗАПРЕТ, выход каждого из элементов 16 сравнения к-1 первых групп из двух элементов сравнения объединен с входом соответствую щего порогового элемента 17 из к -1 первых групп из двух пороговых элементов. Выход каждого из пороговых элементов 17 изк-1 первых групп из двух пороговых элементов объединен с вторым входом соответствующего элемента ЗАЛРЕТ 18 из к -1 первых групп из двух элементов SMPETs выход обоих элементов ЗАПРЕТ 18 всех, кроме последней К-1 первых групп из двух элементов ЗАПРЕТ объединен с первыми входами элементов 16 сравнения следующей первой группы из двух элементов 16 сравнения и первым входом первого элемента ЗАЛРЕТ следующей группы из двух элементов ЗАПРЕТ, выходы обоих элементов ЗАПРЕТ 18 последней группы изк-1 первых групп из двух элементов ЗАПРЕТ объединены с вторыми входами элментов 19 сравнения второй группы из к элементов сравнения о Выходы каждого из элементов 19 сравнения второй группы подключены к соответствующим первым входам электронного коммутатора 20 и входам элемента ИЛИ 21, выход которого объединен с вторым входом электронного коммутатора 20 третий вход электроного коммутатора 20 является вторым входом блока 5 формирования блокирущих сигналов, выход электронного коммутатора 20 является вторым входом блока 5 формирования блокирующи сигналов, выходы электронного коммутатора 20 представляют собой группу из К выходов блока 5 формирования блокирующих сигналов.

Блок 6 выбора показателя качества содержит вторую группу из к элементов ЗАПРЕТ 22. Первые входы элементов ЗАПРЕТ 22 являются вторыми входами блока 6 выбора показателя качества. Вторые входы элементов ЗАПРЕТ 22 являются первыми входами 65 блока 6 выбора показателя качества. Объединенные выходы элементов ЗАПРЕТ 22 являются выходом 68 блока выбора 6 показателя качества.

Блок 8 определения величин управляющих воздействий содержит генератор 23 случайных чисел, третью группу из X элементов .ЗАЛРЕТ 24,четвертую группу из к элементов ЗАПРЕТ 25 S вторую группу из к (h 4-VTi)

элементов 26 памяти на такт, втор ую группу из к () множитвльных эле0

5

0

5

0

5

0

0

S

ментов 27, группу из к () заде.тчиков 28, первую группу из К сум1 1аторов 29, первый элемент 30- сравнения, пятую группу из К элементов ЗАПРЕТ 31, третью группу из к задс1тчиков 32р первый пороговьй элемент 33, первый элемент ЗАПРЕТ 34, второй элемент ЗАПРЕТ 35, второй элемент 36 сравненияj третий эле- мет: ЗАПРЕТ 37 первый элемент 38 памяти, четвертый элемент ЗАПРЕТ 39, пятый элемент ЗАПРЕТ 40э первый за- датчик 41 ., таймер 42, шестой .элемент ЗАПРЕТ 43; седьмой элемент ЗАПРЕТ 44, второй элемент 45 памяти, восьмой злемент ЗАПРЕТ 46,группу из т элементов вычитания

Каждьм из третьих входов 65 блока 8 определения величин упраЕ;ляющих воздейстззий являются объединенные один из первых входов генератора 23 случайных чисел и вторые входы элементов ЗАЛРЕТ 24, 25 и 31 по одному из третьей,, четвертой и пятой групп. Е тсрьми входами 63 блока. 8 являются объединенные первые входы элемен:тов ЗАЛРЕТ 24 третьей группы. Группа из .1-п выходов генератора 23 случайных чисел объединена с первыми входами элементов ЗАЛРЕТ 25„ входами таймера 42, первыми ъ лор,ами шестого элемента ЗАПРЕТ 43 и первыми входами седьмого элемента ЗАЛРЕТ 44. Ло одному выходг- элементов ЗА- ЛРЕТ 24 и 25 третьей и четвертой групп подключены на входы элементов

26памяти на такт второй группы, выход i -го .элемента 26 пшчяти на такт второй группы подключен на первый вход i -го множительного элемента 27 второй группы на второй вход -i -го множительного э.лемента

27второй группы подключен i-ьш задатчик 28 второй группы. Выходы многштельных элементов 27 второй группы с до J(.) подключены на входы J-го сумматора 29 первой группы . Выходы сумматоров 29,пер вой группы объединены с первыми ВХ1ЭДЙМИ первого и второго элементов ЗАПРЕТ 34 и 35 и первого элемента 30 сравнения. Второй вход первого элемента 30 сравнения объединён с выходами элементов ЗАПРЕТ 31 пятой группы, на первьш вход каждого из элементов ЗАЛРЕТ 31 пятой группы поцключенр по одному задатчику 32 третьей группы. Выход первого элемента 30 сравнения подключен на вход первого порогового элемента 33. Выход первого порогового элемента 33 объединен с вторыми входами генера- тора 23 случайных чисел, первого элемента ЗАПРЕТ 34, второго элемента ЗАПРЕТ 35, пятого элемента ЗАПРЕТ 40 и шестого элемента ЗАПРЕТ 43

Выход первого элемента ЗАПРЕТ 34 объединен с первыми входами третьего элемента ЗАПРЕТ 37 и второго элемента 36 сравнения.Выход второго элемента 36 сравнения объединен с вто- р ыми входами седьмого элемента ЗА- ПРЕТ 44 и третьего элемента ЗАПРЕТ 37. Выход третьего элемента ЗАПРЕТ 37 объединен с входом первого элемента 38 памяти и выходом пятого элемента ЗАПРЕТ 40, первый вход пятого элемента ЗАПРЕТ АО объединен с выходом первого задатчика 41. Выход первого элемента 38 памяти объединен с вторым входом второго элемента 36 сравнения и первым входом чет- вертого элемента ЗАПРЕТ 39. Выход четвертого элемента ЗАПРЕТ 39 объединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ 35 и образует первый выход 69 блока 8 определения величин управ- ляющих воздействий. Второй вход четвертого элемента ЗАПРЕТ 39 объединен с вторыми входами генератора 23 случайных чисел, пятого элемента ЗАПРЕТ 40J восьмого элемента ЗАПРЕТ 46 и входом таймера 42. Выходы седьмого элемента ЗАПРЕТ 44 подключены на входы второго элемента 45 памяти, выходы которого подключены на дервые входы восьмого элемента ЗАПРЕТ 46, Выходы восьмого элемента ЗАПРЕТ 46 объединены с выходами шестого элемента ЗАПРЕТ 43 и.вторыми входами элементов 47 вычитания. Первые входы последних являются первыми входами блока 8 определения величин управляющих воздействий, а выходы элементов 47 вычитания представляют собой вторые выходы70 блока8 определения величин управляющих воздействий,

Блок 9 формирования корректирующих воздействий содержит шестую группу из К элементов ЗАПРЕТ 48,четвертую группу из к задатчиков 49, третий элемент 50 сравнения, девятый элемент ЗАПРЕТ 51, третий элемент 52 памяти, десятый элемент ЗАПРЕТ 53, второй задатчик 54, элемент 55 задержки, одиннадцатый элемент ЗАПРЕТ 56, третий задатчик 57, группу из К элементов 58 деления, седьмую группу из К элементов ЗАПРЕТ 59.

Вторые входы элементов ЗАПРЕТ 48 шестой группы и элементов ЗАПРЕТ 59 седьмой группы объединены и являются вторыми входами блока 9 формирования корректирующих воздействий. На первы входы элементов ЗАПРЕТ 48 шестой группы подключено по одному задат- чику 49 четвертой группы, входы эле- ментоз, ЗАПРЕТ 48 шестой группы объединены с первыми входами девятого .элемента ЗАПРЕТ 51 и третьего элемента 50 сравнения. Выход последнего объединен с вторыми входами десятого элемента ЗАПРЕТ 53 и девятого элемента ЗАПРЕТ 51.Выход девятого элемента ЗАПРЕТ 51 подключен на вход третьего элемента 52 памяти, выход которого подключен на второй вход третьего элемента 50 сравнения. На первый вход десятого элемента ЗАПРЕТ 53 подключен второй задатчик 54 выход десятого элемента ЗАПРЕТ 53 подключен на второй вход элемента 55 задержки, первый его вход является первым входом 69 блока 9 формирования корректирующего сигнала. Выход элемента 55 задержки объединение вторыми входами элементов 58 деления и одиннадцатого элемента ЗАПРЕТ 56. На первый вход одиннадцатого элемента ЗАПРЕТ 56 подключен третий задатчик 57, выход одиннадцатого элемента ЗАПРЕТ 58 объединен с выходами элементов 58 деления и являются выходом 71 блока 9. Первые входы элементов 58 деления объединены с выходами соответствующих элементов ЗАПРЕТ 59 седьмой группы, первые входы которых объединены и являются третьим входом 68 блока 9.

Блок 10 представляет собой набор элементов умножения, количественно соответствующ1 х числу управляемых входов технологического процесса. Блок 11 состоит из преобразователей аналоговых сигналов в пропорциональную по мощности физическую величину, подаваемую на исполнительные механизмы, воздействующие на управляемые входы технологического процесса.

Устройство работает следующим образом.

Управляемые входы 60 объекта 2 управления, проходяпще через исполнительные механизмы 11, измеряются блоком 1 измерения сигналов управляемых входов. Сигналы, соответствующие числовым значениям управляемых переменных с выходов 61 блока 1 поступают на первые входы блока 8. Воздейств тощие на объект 2 управления неуправляемые переменные 62 измеряются блоком 3. С выходов 63 блока 3 сигналы, соответствующие числовым значениям неуправляемых переменных, поступают на вторые входы блока 8 и на входы блоков 4. На зходь 64 блока 5 поступают сигналы, соответствующие предпочтениям к показателям качества. На выходе 65 блока 5 формируется сигнал, открывающий в блоке 6 один из элементов ЗАПРЕТ 22 второй группы. Показатели качества с выходов 66 объекта 2 управления измеряются блоком 7 измерения показателей качества. Сигналы пропорциональные численным значениям показателей качества работы технологического процесса, поступают на вторые входы 67 блока 6 выбора показателя качества, причем сигналы, соответствующие различным показателям качества работы технологического процесса, поступают на соответствующие элементы этого блока. На выходе 68 блока 6 выбо-ра показателя качества появляется сигнал, соответствующий значению показателя качества работы имеющего наибольший приоритет. Блоком 8 на первом выход 69 вырабатывается прогнозируемое значение показателя качества работь имеющего наибольший приоритет, а на втором выходе 70 - величины управляющих воздействий для изменения значений управляемых входов 60,воздействующих на. объект 2 управления, с целью оптимизации показателя качества работы, имеющего наибольший приоритет,, Значение корректирующего воздействия вырабатывается блоком 9 формирования корректир:/ющих воздействий при сравнении фактического значения показателя качества, поступающего с выхода 68 блока 6 выбор показателя качества, с прогнозируе- t-aiM значением данного показателя, поступающего с первого выхода 69 блока 8. Корректировка управляющих

воздействии по результатам сравнения фактического и прогнозируемого значений показателя качества осуществляется в блоке Го. Значения управляющих ваздействий из блока 10 поступ 1ют на блок 11 исполнительных механизмов, где преобразуются в пропорциональную изменениям управляющих воздействий физическую величину и передаются на соответствующие исполнительные механизмы, изменяюЕще величины входных переменных 60 объекта 2 управления..

Блок 4 определения величин приоритетов показателей качества работает следующим образом

Элементы 12.памяти на такТ; множительные эле1у енты 13, задатчкки 14 и сумматор 15 соединены таким образом, что реализуют уравнения регрессии вида;

.

i,. X а . к -I

h.

5

При этом значения неуправляемых ; переменных, Xj , i 1,h поступают на элементы 12 памяти на такт, где сиг1 алв11 выходов 63 блока 3 измерения неуправляемых входов преобраззтотся в дискретные с временным тактоМ; соО : ветствующ1-1м времени осущастЕле- ния устройством своих функций вплоть до эеа:1йзации управляюндах воздействий блоком 11 исполнитель 1ых механизмов,. Значения коэффициентов ЗФавнения регрессии й . о.; , .,, зад аются задатчиками 14„Произведения Q f j , X 1 , i 1 полз чаются н а мно;кительных элементах 13, а значение на сумматоре 15 Следует отметить, что сопряжение элементов (фиг.2) блока 4 определения величин приоритетов показателей качества реализует уравнение регрессии, имеющее линейный вид. ,Цля реализации других видов уравнений регрессии соединения данных элементов будут другими. Таким образом, группа блоков 4 определения величин приоритетов показателей качества реализует в устройстве систему уравнений ви,з;а

Uw,r bj(), J Г,к ,

где - приоритет показателя Ulj . Блок 5 формирования блокирующих сигналов работает следующим образом .

На первом входе каждого из элементов 16 и 19 сравнения, поступающий на него сигнал выставляется со знаком +, а на втором входе - со знаком -. Каждый, пороговый элемент 17 вырабатывает сигнал на своем выходе тогда и только тогда,когда на его вход поступает сигнал неотрицательного значения. Таким об- разом, подблок, состоящий из одной первой группы из двух элементов 16 сравнения, одной первой группы из двух пороговых элементов 17 и од- ной первой группы из двух ЗАПРЕТ 18 выбирает величину сигнала большую из двух сравниваемьпс5 т.е. на объединенном выходе двух элементов ЗАПРЕТ 18 каждой из первых групп из двух элементов ЗАПРЕТ появляется большее из значений сигналов, пос- тупшощих на первые и вторые входы двух элементов 16 сравнения соответствующей первой группы из двух элементов сравнения. На входы двух элементов 16 сравнения первой групп из К -1 первых групп поступают с первого и второго из первых входов блока 5 формирования блокирующих сигналов сигналы, соответствующие величинам приоритетов двух соответствующих показателей качества. На первые входы двух элементов ЗАПРЕТ каждой из последующих К -1 первых групп Из двух элементов сравнения поступает сигнал, наибольший из дву сравниваемых на своих элементах 16 сравнения предыдущей из k -1 первых групп из двух элементов сравнения, а на вторые входы элементов 16 срав нения каждой из последующих К-1 первых групп из двух элементов сравнения поступает с одного из первых входов блока 5 формирования блокирующих сигналов значение входного сигнала, еще не прошедший сравнение на элементах 16 сравнения предьщущих из К-1 первых групп из двух элементов сравнения. Таким образом, на объединенных выходах элементов ЗА- ПРЕТ 18 последний из к-1 первых груп из двух элементов ЗАПРЕТ появляется сигнал, равный величине наибольшего приоритета к показателям качества. Полученный наибольший сигнал посту- пает на вторые входы элементов 19 сравнения второй группы, на первые входы которых подключены входы 64

блоков 5 формирования блокирующих сигналов с

Таким образом, на элементах 19 сравнения второй группы происходит сравнение значений приоритетов показателей качества работы технологического процесса с их наибольшим значением. При совпадении этих значений на выходе соответствующего элемента 19 сравнения второй группы появляется сигнал, имею.Щ1ш нулевое значение, который открывает соответствующий элемент ЗАПРЕТ 22 блока 6 выбора показателя качества с тем, чтобы значение показателя качества, имеющего наибольший приоритет, измеренное блоком 7 измерения показателей качества через выход 68 поступило на.блок 9 формирования корре тир тощих воздействий. Следует -отметить, что элементы 19 сравнения второй группы могут выработать несколько сигналов с нулевым значением вследствие того, что несколько показателей имеют наибольш ий одинаковый приоритет. Для прохождения только одного нулевого сигнала с выходов элементов 19 сравнения . второй группы в данньй дискрет времени, что являет ся необходимым условием работы устройства, выходы элементов 19 сравнения второй группы подключены к входам электронного коммутатора, управление которым осуществляется элвлментом ИЛИ 21 и выходом 68 блока 6 выбора показателя качества. При появлении на выходах элементов 19 сравнения второй группы нулевого сигнала элемент ИЛИ 21 по- сьшает на коммутатор.20 сигнал, по которому тот начинает работу, последовательно опрашивая свои первые входы. При нахождении первого входа по которому проходит нулевой сигнал, коммутатор срабатывает, соединяя данный сигнал с соответств.ующим элементом ЗАПРЕТ 22 блока 6 выбора показателя качества. Сигнал, появляющийся на выходе 68 блока 6 выбора- показателя качества, прекращает работу коммутатора 20, который возвращается в исходНо е положение.

Вьфаботка величин управляющих воздействий, а также прогнозируемого значения показателя качества осуществляется в блоке 3 путем вычисления значений показателя качества.

меющего нанбольштш, приоритет при митируемых значениях управляеьпях еременных. За величину управляющих оздействий принимаются значения упавляющих воздействий, выработанных генератором 23 случайных чисел, при оторых значение показателя качества опадает в экстремальную область.

Работа блока 8 осуществляется слеующим, образом.

При перемене показателя качества, имеющего наибольший приоритет, что выражается в изменении входа в группе третьих входов 65 блока определения величин управляющих воздействий, по которым идет нулевой сигнал, выработанный блоком 5 формирования блокирующих сигналов,, генера- тор 23 случайных чисел начинает прр- дудировать случайные значения управ- ляемых входов из области д опусти- мых значений { V, - V I i 1 ,-п.

По сигналу, поступающему по одному из третьих входов 65 блока определения величин управляющих воздействий открываются соответствую- щце элементы ЗАПРЕТ 24 и 25 третьей и четвертой групп, чем открываются входы на соответствующие элементы 26 памяти на такт второй группы для прохождения значений неуправляемых переменных, поступаю1и;их по вторым входам 63 блока 8 определения величин управляющих воздействий и значений управляемых входов, продуцируемых генератором 23 случайных чисел. Элементы 26 памяти на такт второй группы, множительные элементы 2.7 второй группы, задатчики 28 второй группы и сумматоры 29 первой группы объединены в блоки, реализующие уравнения регрессии Wj tjlv , .У) где Wj - значение j-го показателя качества, V - вектор значений управляемых переменных, х - вектор значений неуправляемых переменных. Функционирование и взаимосвязи данных элементов аналогичных функционированию и взаимосвязей элементов блоков 4 определения величин приоритетов показателей качества устройства с той лишь разницей, что в совокупности элементов 26 памяти на такт второй группы, относящихся к совокупности элементов реализующих одно из уравнений регрессий, вьщеляются элементы, на которые поступают значения неуправляемых переменных, и элемб .нты, на

0

5

0

5

0

5

0

0

5

которые поступают значения управляемых перб .менных.

Полученное на одном из сумматоров 29 первой группы численное значение показателя качества, имеющего наибольший приоритет, поступает -на первьм элемент 30 сравнения, где сравнивает ся с экстремальным заданным значением показателя, выбранным из соображения технологии. Данное значение задается задатчиком 32 третьей группы и вьщается на первый элемент 30 сравнения 30, когда сигналом с третьего входа 65 блока 8 определения величин управляющих воздействий открывается соответствующий элемент ЗАЛРЕТ 31 пятой группы. Результат сравнения поступает на пороговый элемент 33. В случае попадания значения показателя Nj в экстремальную область, определяемую . значениями, поступающими с задатчи- ков 32 третьей группы, пороговый элемент 3J вырабатывает сигнал,который открывает второй элемент ЗАПРЕТ 35, при этом спрогнозированное значение показателя W/ подается на первый выход 69 блока 8 определения величин управляющих воздействий и подает на генератор 23 случайный: чисел сигнал, по которому тот пре-. кращает работу, а также открывает щестой элемент ЗАПРЕТ 43.

При этом значения управляющих воздействий, соответствующие спрог- нозиров.анному значению показателя WJ , поступают на элементы 47 вычитания . Этот же сигнал открывает пятый элемент ЗАПРЕТ 40, хранящиеся в первом элементе 38 памяти значения показателя обнуляются сигналом с первого задатчика 41, В противном случае пороговый элемент 33 вырабатывает сигнал, который открывает первый элемент ЗАПРЕТ 34, при этом спрогнозированное значение показателя Wy поступает на второй элемент 36 сравнения, где сравнивается со значением показателя Wj., хранящимся в первом элементе 38 памяти. Если значение, хранящееся в первом элементе 38 памяти находится дальше от оптимальной области,, чем спрогнозированное зна- чеНие: Ы;, То второй элемент 36 сравнения вырабатывает сигнал, открываю- пщй третий и седьмой элементы ЗАПРЕТ 37 и 44. При этом значение показателя kl , выработанное при последней имитации, поступает на первый элемент 38 памяти, стирая находящиеся там значения показателя, а значения соответствующих управляю- щих воздействий поступают на второй элемент 45 памяти.

Управление генератором 23 случайных чисел (т.е. процессом-имитации) осуществляется с помощью таймера 42. В начальный момент имитации из генератора 23 случайных чисел на таймер 42 подается управляющий сигнал. Через время, определяемое требованиями технологии, таймер 42 продуди- рует сигнал, останавливающий генератор 23 случайных чисел и открывающий четвертый, пятый и восьмой элементы ЗАПРЕТ 39,40 и 46. При этом значение показателя Wj наиболее близкое к области экстремума поступает на первый выход 69 блока 8 определения величин управляющих воздействий, соответствующее ему значение управляющих воздействий переходит с второго элемента 45 памяти на элементы 47 вычитания, а первый элемент 38 памят обнуляется. Поступившие на элементы 47 вычитания значения управляющих воздействий вычитаются от поступивши с первого входа 61 блока 8 определения величин управляющих воздействий фактических значений управляющих входов, т.е. на втором выходе 70 блока

8 определения величин управляющих

воздействий получаются приращения управляющих, воздействий ДУ. ,

Выработка корректирующего сигнала в блоке 9 формирования корректирующих воздействий осуществляется еле- дующим образом.

Прогнозируемое значение показателя качества Hj, имеющего наибольший приоритет, с первого входа 69 блока 9 формирования корректирз ощих воздействий поступает на элемент 55 задержки, время задержки обусловлено технологическим процессом. Далее это значение поступает на первые входы элементов 58 деления. На первый вход соответствующего элемента 58 деления с третьего в хода 68 блока 9 формирования корректирующих воздействий через элемент ЗАПРЕТ 59 седьмой группы открытий сигналом с второго входа 65 блока 9 формирования корректирующих воздействий 9 поступает фактическое значение показателя качества Н/« Результат деления

,

JQ J5 20 25 Q 35

5

...

К Дч поступает на выход 71 блока 9 формирования корректирующих воздействий.

При смене показателя качества, имеющего наибольший приоритет, блок 9 формирования корректир тощего сигнала работает следующгм образом.

Поступающий с его второго входа 65 сигнал открывает один из элементов ЗАПРЕТ 48 шестой группы. При этом сигнал, значение которого задано соответствующш { задатчиком 49 четвер той группы, поступает на третий элемент 50 сравнения, где сравнивается со значением, хранящимся в третьем элементе 52 памяти. В случае неравенства этих значений,что свидетельствует о смене показателя, имеющего наибольший приоритет, сигнал третьего элемента 50 сравнения открывает девятьй и десятый элементы ЗАПРЕТ 51 и 53. При этом в третьем элементе 52 памяти записывается новое значение, а на элемент 55 задержки из второго задатчика 54 поступает обнуляющий сигнал. В этом случае элемент 55 задержки не вьщает ни какого сигнала, при этом открывается одиннадцатый элемент ЗАПРЕТ 56 и на выход 71 блока 9 формирования корректирующих воздействий подается единичное значение корректирующего сигнала, хранящееся на третьем задатчике 57.

Положительный эффект, получаемый от использования предлагаемого устройства, поясняется на npi-a-iepe коксохимического производства.

Для технологических процессов коксохимического производства одним из условий выпуска высококачественной продукции при минимальных эксплуатационных затратах является оптимальное оперативное управление данным технологическим процессом. Однако принятие оптимальных решений осложнено тем, что результат Texiio- логического процесса зависит от многочисленных, меняющихся во времени и подчас трудно определяемых факторов, связанных со стохастическими изменениями неуправляемых входов.

Исследование процесса слоевого коксования направлено на огфеделе- ние переменных процесса слоевого коксования, которые оказывают наиолее сильное влияние на выбранные оказатели качества, изменяя их в еобходимом направлении, а с другой - егкоуправляемыми, Корреляционньй и ре-; гистрационный анализ экспертных ценок, характеризующих работу исследуемого процесса, позвол гет вьще- ить следующие существенные параметры ,%: неуправляемые факторы содер- tO жание газовых t , жирных коксовых у и отощенно-спекагощихся углей в шихте; степень измельчения ших- ты PJ влажность шихты выход летучих управляемые факторы - темпе- |5 ратура в контрольных отопительных каналах с машинной и коксовой сторон T|vi и Т соответственноj°,СJ показатели качества % - крупность кусков кокса ago (содержание в домен- 20 ном коксе кусков класса 25-80 мм)j замусоренность кокса в{крупность по большому барабану М40 (1 оличество кусков размером более 40 мм:),- прочность кокса МЮ, содержание золы в . 25 коксе содержание серы в коксе S. Блоки 4-6, 8-10 устройства реализуются одинаково для всех областей его применения. Реализация блоков 1, Sj 7 и 11 зависит от области при- зэ менения устройства. В примере блок 2 - технологический процесСз протекающий в коксовой батарее. Управляемыми входами являются, например, подача доменного газа;, которая ре .j гулирует температуру на коксовой батарее с машинной и коксовой сторон„ Таким образом, приборы контроля: блока 1 представляют собой пр:иборы для измерения температуры.(5,

Блок 3 измерения сигналов неуправляемых входов реализуется в примере следующим образом. Содержание газовыХ;- жирных, коксовых, отощенно™

спекающихся углей в шихте констати- фактом, прихода тактовых на завод с конкретных шахт, а процент содержания определяется по количеству приходящих тонн из соответствующи шихт. Таким образом, блок 3 представляет собой службу учета. Естественно, что для других объектов это могут быть контрольно-измерительные приборы и датчики Замусоренность определяется специальным отбором проб центральной заводской лабораторией на каждом коксохимическом заводе , а :крупность кусков, степень измельче:аия, влажность шихты, выход летучшс, прочность, содержание золы и серы определяются специальньн и методами анализа в центральной заводской лаборатории на кауу,ом. коксохимическом заводе. Таким образом, блок 7 представляет собой центральную заводскую лабораторию.

При получении уравнений регрессии отражаюпр1:х приоритет показателей качества, матрица планирования имеет вид, приведенный в таблице« Значение выходов получено методом групповой экспертной оценки. При этом эксперты дают нормированную оценку пре;г;почтений к применен: ш того или иного из показателей a.gy , B,M40s Ml О, А 5 S в качестве критерия функционирования процесса,Групповая оценка получена определением среднего арифметического индивиду- альнык оценокS так как состав экс- перт:яой группы позволяет предполо- ;|кить одинаковую степень компетент- ност:н экспертов. Обработка результатов групповой экспертной оценки приведенными методами позволяет пплу- чить следуюпще уравнения регрессии:

и«8о -6,56+0,41Т,+0,Об1{ ,+0,,+0,28 Р +3,04W -2,41 V ; Ug -0,68+0,05 У,+0,02 VO,,73f,-i-0,,23P-1,12 W -0,01 v ;

UM.O

A Us

-2,52-0,,02 T,-0,.OIIf,+0,18 W -1,71 V ;

(5)

где - предпочтение к показателя W,i ,

Уравнения регрессии, з аложенные в блоке 8 устройства,, получены при

Корреляционном и регрессионном анализе предыстории функционирования объекта исследования, т.е. при обработке результатов пассивного эксперимента:

а,„ 83,48-0,111С,-0,61Т,+0,,0055/Г,

W W

4-0

b 21 J7-0,15y,+0,,06t,-fO,59 М,„ 0,89+0,,051 ,098

-0,15 ,27

А 8,83+0,0047 Т,-0,01 ТJ-0,053 М,„+0,36 S 0,043-0,103Г,+0,035 ,007 ,018

Реализация блока 11 исполнительных механизмов для управления проце сом слоевого коксования может быть осуществлена последовательно соединенными электропреобразователем, пневматическим исполнительньпм механизмом и шибером, регулирующим поступление доменного газа на коксов то батарею,

Исгюльзование закономерностей типа (5) и (6) для описания сложных процессов и новых элементов блока (измерения сигналов неуправляемых входов, блока формирования блокирующего сигнала, блока выбора показтеля качества блока определения велчины приоритета показателя качества работы) выгодно отличает предлагаемое устройство управления техноло- ,гическим процессом от известногОд так как повьшает уровень адаптации за счет самоорганизации, выраженной в автоматическом выборе критерия эффективности технологического процесса в зависимости от- сложившихся условий и соответствующих ему управляющих воздействий.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства формируется при функционировании устройства по критерию, наиболее полно выражающему общую цель технологического процесса. Для приведенного в описании примера (процесс слоевого коксования) применение предлагаемого устройства позволит повысить ЭФ-- фективность процесса, выражаемую величиной приплат-скидок за отклонения от принятого значения по отдельным показателям качества кокса.

Формула изобретения

1. Устройство для адаптивного управления технологическим процессом, содержащее группу из hi управляемых входов объекта управления, соединенную с соответствующими входами блока измерени я сигналов управляемых ,02

1, 19 Ь;

5/Г,

W W

4-0

,001 ,13 а

80

,028

М, S ;, М,„+0,049 А

5

20

(0

5

Q

5

0

5

0

дов группу из/п вторых выходов блока определения величин управляющих воздействий, соединенную с соответст- вуюнщми вторыми входами блока формирования управляющих воздействий, а также последовательно соединенные ; блок измерения сигналов управляемых входов, блок определения величин 3/правляющих воздействий, блок форми- ронания корректирующих воздействий, блок формирования управляющих воздействий, блок исполнительных механизмов; объект управления и блок измерения показателей качества, отличающееся теМр что, с целью повьшения инвариантности устройства при налич1га у объекта управления группы из IT неуправляемых входов, оно содержит блок измерения сигналов неуправляемых в.ходов, группу из k блоков определения величий приоритетов показателей качества, блок формирования блокирующих сигналов и блок выбора показателя качества, содержащий вторую группу из К элементов-и ЗАПРЕТ;, при этом неуправляемые входы объекта подключены к соответствуюЕр м входам блока измерения сигналов неуправляемых входов,выходы которого соедине- . ны с соответствующ,чми вторьми входами блока определения величин управляющих воздействий и соответствующими входами блоков, определения вели- чйн приоритетов показателей качества, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами блока формирования блокир тощих сигналов, выходы которого соединены с соответ- ствзтощими третьими входами блока определения величин управляющих воздействий,, соответствующими вторыми входами блока формирования корректирующих воздействий и соответствующими первыми входами блока выбора показателя качества, вторые входы которого соединены с соответствующ - - - ми выходами блока измерения показа- - телей качества, а выход блока выбора показателя качества соединен с вторым входом блока формирования блокируюпщх сиг налов и третьим входом блока формирования корректирующих воздействий

2. Устройство по п., 1 , отличающееся тем,, что блок определения величин приоритетов пока™ зателей качества содержи:т первую группу из h элементов памяти на такт 5, первую группу из и мно штель ных элементов, первую группу из п- задатчиков и первый сумматорj причем выход каждого элемента памяти на такт первой группы из -h элементов памяти на такт соединен с первым входом соответствующего множительного элемента первой группы из , множительных элементов, второй вход каждо1 о множительного элемента первой группы из h множительных элементов соединен с выходом соответствующего задатчика первой группы из h задатчиков, а выходы множительных элементов первой группы из h Множительных элементов соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого соединен с вы ходом блока определения величин приоритетов показателей качества, входы которого соединены с соответствующими входами элементов памяти на такт

Зо Устройство по n.l, о Г л и чающееся тем,, что блок формирования блокирующих сигналов содержит К 1 первых групп из двух элементов сравнения, К-I первых групп из двух пороговьк элементов, первых групп из двух элементов ЗАПРЕТ, вторую группу из К элемен тов сравнения, электронный коммутатор, элемент ИЛИ, причем первый из | 1 первых входов блока формирования блокирующих сигналов соединен о первыми входами элементов сраЕ:нения первой из к 1 первых групп из двух элементов сравнения, первого элемента ЗАПРЕТ первой группы пер- вьк групп из двух элементов ЗАПРЕТ; элементов сравнения второй группы из к злементов сравнения, остальные к-1 первые входы блока формирования блокирующих сигналов соединены с вторыми входами элементов сравнения каждой из к -1 первьЕк групп из двух элементов сравнения, объединенных между собой, а также с первы входом второго элемента ЗАПРЕТ первой группы из двух элементов ЗАПРЕТ и с первым входом соответствующего

0

5

о

5

0

S

,

элемента сравнения второй группы из i элементов сравненияj выход кавд ого из элементов сравнения К-1 первых групп из двух элементов сравнения соединен с входом соответст- ву ош;его порогового злемента из К -1 первых- групп из двух пороговых элементов,, выход каждого из которых обьедиЕ:ен с вторым входом соответ- ств 1ощего элемента ЗАПРЕТ К -1 первых грз пп из двух элементов ЗАПРЕТ выходы обоих элементов ЗАПРЕТ всех , кроме последней,, к-1 первых групп из элементов ЗАПРЕТ объединены с первьми входами элементов сравнения следующей первой группы из двух элементов сравнения и первым входом первого элемента ЗАПРЕТ следующей первой группы из двух элементов ЗАПРЕТ, выходы обоих элементов ЗАПРЕТ последней, из К -1 первых групп из двух элементов ЗАПРЕТ соединены с BTopbaviH вводами элем ентов сравнения второй группы из к элементов сравнения, выхо,цы которых подктпочены к соответств у1:ощим первьм входам электронного коммутатора и входам элемента ИЛИ, вЫход которого соединен с втгорым входом электронного коммутатора., третий вход которого является вторым ВХОДОМ блока формирования блокирующих сигналов., а выходы электронного коммутатора.соединены с. соответствующими к выходами блока формигрования блокирующих сигналов,,

4. З с гройство по П.1, о т ,ti и- ч а ю щ е е с я тем, что, блок определений величин управляющих воздействий содержит генератор случайных чиселJ третью, четвертую и пятую Группы из К элементов ЗАПРЕТ,вторую группу из к (ri+hi) элементов памяти на такт, вторую группу из К (h- -tri) мнолштельнЕ 1х элементов, вторую группу из i(h+tTi) эадатчиков, первую группу из к сумматоров, третью группу из К за,датчиков, первый и второй элементы сравнения, первый пороговый элементS с первого по восьмой элементы З., первьй и второй элементы памяти, первый задатчик, таймер н; группу из -п элементов вычитания, причем вторые входы каждого из злементоэ ЗАПРЕТ третьей группы эле- ментс5в ЗАПРЕТ соединены с вторыми входами со.ответствуюпщх злементов ЗАПРЕТ четвертой и пятой группы элементов ЗАЛРЕТ и подключены к соответствующим первым вхо- дам генератора случайных чисел и к третьим входам блока определения величин управляющих воздействий, объединенные первые входы элементов ЗАПРЕТ третьей группы соединены с соответствующими вторыми входами блока определения величин управляющих воздействий,hn первых входов каждого из к элементов ЗАПРЕТ четвертой группы, VT, первых входов шестого и седьмого элементов ЗАЛРЕТ, n входов таймера и hn выходов генератора случайных чисел соединены, каждый из и выходов элементов ЗАПРЕТ третьей группы подключен к входам соответствующих элементов памяти на такт второй группы, выходы которых подключены к первым входам соответствующих множительных элементов второй группы, вторые входы последних соединены с выходами соответствующих н задат- чиков второй группы, выходы данных множительных элементов подключены к первым входам соответствуюар1х сум- маторов первой группы, вторые входы которых подключены к выходам h множительных элементов второй группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих задатчиков второй группы, а к первым входам множительных элементов второй группы подключены выходы соответствующих элементов памяти на такт, вход каждого из которых соединен .с одним из jTt выходов элементов ЗАПРЕТ четвертой группы, выходы к сумматоров первой группы соединены с первыми входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ и первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходами элементов ЗАПРЕТ пятой группы, к первому входу каждого из которых подключен выход соответствующего задатчи- ка третьей группы, выход первого элемента сравнения соединен с входом первого порогового элемента, выход которого соединен с вторыми входами генератора случайных чисел и вторыми входами первого, второго, пятого и шестого элементов ЗАПРЕТ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с первыми входами третьего элемента ЗАПРЕТ и второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента Запрет и выходом первого элемента памяти, выход второго эле- с мента сравнения соединен с вторыми входами третьего и седьмого элементов ЗАПРЕТ, выход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен с входом первого элемента памяти и выходом пятого )0 элемента ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с выходом первого за- . датчика, а второй вход соединен с вторыми входами генератора случайных , вторыми входами четвер- f5 того и восьмого элементов ЗАПРЕТ и выходом таймера, выходы второго и четвертого элементов ЗАПРЕТ соединены с первым выходом блока опреде- 4тения величин управляющих воздей- 20 ствийд седьмой элемент ЗАПРЕТ, второй элемент памяти и восьмой элемент ЗАПРЕТ соединены последовательно, выходы шестого и восьмЬго элементов ЗАПРЕТ соединены с вторыми 25 входами соответствующих элементов вычитания, первые входы которых соединены с первыми входами блока определения величин управляющих воздействий, а выходы соединены с вто- 30 рыми выходами блока определения величин управляющих воздействий.

5. Устройство по П.1, о т л-и- чающееся тем, что блок формирования корректирующих воздействий содержит шестую и седьмую группы из к элементов ЗАПРЕТ каждая, четвертую группу из к задатчиков, третий элемент сравнения,девятый, десятый и одиннадцатый эле- .- менты ЗАПРЕТ, третий элемент памяти, второй я третий задатчики, элемент задержки, группу из К элементов деления, причем вторые входы элементов ЗАПРЕТ шестой группы из К эле- д ментов ЗАПРЕТ по одному соединены с вторыми входами соответствующих элементов ЗАПРЕТ седьмой группы из к элементов ЗАПРЕТ и соединены с соответствующими вторыми входами блока формирования корректирующих воздействий, первый вход каждого из элементов ЗАПРЕТ шестой группы из элементов ЗАПРЕТ соединен с выходом соответствующего задатчика четвертой группы из К задатчиков, а выходы всех элементов ЗАПРЕТ шестой группы из К элементов ЗАЛРЕТ соединены с первыми входами девятого элемента ЗАПРЕТ и третьего элемента срав0

5

нения, выход которого соединен с вторьпчи входами девятого и десятого элементов ЗМРЕТ, выход девятого элемента ЗАПРЕТ соединен с входом третьего элемента памяти, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента сравнения первьй вход десятого элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом второго задатчика;, а его выход соединен с вторым вхо-- дом элемента задержки,, первый вход которого соединен с первьи входом блока формирования корректирующих воздействий, а выход соединен с

OiibiT

.

вторым входом оциннаддатого элемента ЗАПРЕТ и передовыми входами элементов деленияэ второй вход каждого из элементов деления соединен с выходом соответствующего Зотемента ЗАПРЕТ седьмой группы из к элементов ЗАПРЕТ, первые входы которых соединены с третьими входами блока

формировз1ния корректирующих воздействий / выход которого соединен с вых.одами элементов деления и одиннадцатого элемента ЗАПРЕТ первый вход которого соединен с выходом

третьего задатчика.

V

W

V

/4

S3

в

р--. p«.f X .1 /4 {

.J

9

ft

Lhl

о

p«./J

S4

L.

e««

yj

/

(.-

Изобретение относится к адаптивным системам управления и может использоваться для адаптивного управления сложными многомерными объектами, в частности технологическими процессами в производстве, каждое состояние которых зависит от многих меняющихся во времени и трудноопределяемых факторов. Цель изобретения - повьшение эффективности управления многомерным о.бъектом. Устройство содержит группу из ип управляемых входов объекта управления, соединенную с соответствующими входами блока измерения сигналов управляемых входов, группу из т, вторых выходов блока определения величин управляющих воздействий соединенную с соответствуюЕр ми вторыми входами блока формирования управляющих воздействий, а также последовательно соединенные блок измерения сигналов управляемых входов, блок определения величин управляющих воздействий, блок формирования корректирующих воздействий, блок формирования управляющих воздействий, блок исполнительных механизмов,объект управления и блок измерения показателей качес -за. При наличии у объекта управления группы из п неуправляемых входов устройство содержит дополнительно блок измерения сигналов (неуправляемых факторов) неуправляемых входов, группу из к блоков определения величин приоритетов показателей качеств.а, блок формирования блокирующих сигналов и блок выбора показателя качества. Введение в адаптивную систему управления новых элементов повьшает уровень адаптации за счет автоматического выбора критерия эффективности управления объектом в зависимости от сложившихся условий и соответствующих им управляющих воздействий. 5 з.п.ф-лы, J 5 ил., 1 табл. i (Л ГС 4 to СО

SJ

Редактор Н. Бобкова

Составитель А. Лащев

Техред О.Гортвай Корректор В.Синицкая

Заказ 4093Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

фиг, 5