Адаптивное регулирующее устройство Советский патент 1986 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к автомати.ке и вычислительной технике, в частнести к беспоисковым адаптивным системам регулирования, и может быть использовано для построения локальных систем управления техническими объектами, например сталеплавильными агрегатами, которые содержат звенья чистого запаздьгоания и подвержены воздействию координатно-параметрических возмущений с неизвестными статистическими характеристиками. Цель изобретения, - повьшзение точности регулирования, быстродействия адаптивного регулирующего устройства и одновременно его упрощение за счет отказа от систем определения знаков производных огибающих сигнала идеаль ного управляющего воздействия. На чертеже дана схема устройства. Схема содержит линейный фильтр 1, обратную модель объекта 2, установоч ный вход которой является сигнальньм входом устройства, первый сумматор 3, элемент 4 ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, делитель 5, интегратор 6, усилитель 7 с настраиваемым козффициенгом усиления, второй сумматор 8, первый блок 9 задержки, инвертор 10, второй блок И задержки, вход которого явля ется информационным входом устройства, а выход сумматора 8 является выходом устройства. Адаптивное регулирующее устройство работает следу ощим образом. При поступлении в момент времени t-7 ненулевого сигнала измеряемого возмущения Х н,а информационный вход устройства, сигнала t-t ошибки регу лирования с запаздыванием на сигнальный вход устройства и сигнала за дающего воздействия Y на линейньй фильтр 1 на выходе обратной модели г f ( «t-t)

и -U.j.4 U при и. i-i На выходе устройства, совпадающем с выходом второго сумматора 8, появляется сигнал / Л Arpw 4. Y f ffu Л Л/у лч + t(. db который подается на исполнительный орган объекта Урегулирования (на чертеже не показан) для реализации.

объекта 2 появляется сигнал U.-.идеального- управляющего воздействия с запаздыванием. Передаточная функция А(Р) линейного фильтра 1 совпадает с заданной передаточной функцией регулятора по каналу задающего воздействия. На выходе первого сумматора 3 появл яетсЯ сигнал рассогласования U,j i.- IAS - сигнал управляющего воздействия с запаздыванием С. Дпя формирования сигнала U в устройстве применен контур самонастройки, образованный последовательно соединенными элементом 4 ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, делителем 5, представляющим собой делительное устройство компенсационного типа, интегратором 6, усилителем 7 .с настраиваемым коэффициентом усиления, представляющим .собой множительноеустройство прямого действия, вторым сумматором 2 и первым блоком 9 задержки, на выходе которого, соединенного с вторым входом делителя 5, формирует-. ся сигнал , и охваченйый отрицательной .обратной связью через последовательно соединенный второй блок 1 1 задержки и инвертор 10, выход которого соединен с первым входом первого сумматора. До момента включения устройства сигнал идеального управляющего воздействия U и О. Величины запаздываний в блока задержки выби-. раются равными заданному запаздыванию Г в канале измерения выходной переменной объекта. Выходная переменная объекта измеряется с аддитивной помехой, и эквивалентное этой помехе приведенное к выходу .обратной модели объекта 2 неизмеряемое возмущение не превос.ходит по абсолютной величине заданное пороговое значение 5 . Характеристика элемента ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ f I . ГЧ при U|.j и...о при I и,.; -U.t 1 5 Работа устройства иллюстрируется на примере статического объекта с выходной переменной Y hX, где h неизвестный коэффициент усиления по возмещению X. i 1. Задающее воздействие Yi О, а идеальное уп Yi t. равляющее воздействие U i Y -i-1 где помеха в канале измерения выходной переменной представляет собой 1 армонический сигнал t S sincot с заданной амплитудой о и неизвестной частотой СО. Измерение выходной переманной производится с чистым запазды ванием Т. В данномпримере А(Р) О, { - Y ,t а сигнал на выходе уст ройства «4 J f (Uc.-- и, /)dS. Пось Э- 5-1. ле окончания переходного процесса в контуре самонастройки рассогласоваи не превышает по абсолютной величине значение &. В то же вре мя для работоспособности. прототипа необходимо, чтобы спектр помехи лежал вне полосы пропускания линейного фильтра блока выделения экстремумов, что обусловлено использованием дифференциатора. Таким образом, при более высоком быстродействии по сравнению с протоTimoM данное устройство содержит в три раза меньше функциональных элементо Предлагаемое адаптивное регулирующее устройство позволит увеличить число плавок, попавших в заданные пределы по Tefmeparype и содержанию углерода в стали, на 8% по сравнению с прототипом, что обеспечит снижение расхода чугуна на тонну стали на 0,6 кг и извести на 0,5 кг. Формула изобретения Адаптивное регулирующее устройство,, содержащее последовательно соеди78 .4 ненные линейный фильтр и обратную модель объекта, а также первый и второй сумматоры, первый и второй блоки задержки, инвертор, отличаю. щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, быстродействия и одновременно упрощения, в него введены последовательно соеди ненные элемент ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, делитель, интегратор, усилитель с настраиваемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом линейного фильтра а выход - с выходом устройства и с входе второго блока задержки, выход которого соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом обратной модели объекта, а выходс входом элемента ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, выход первого блока задержки соединен с вторым входом делителя, а вход - с управляющим входом усилителя с настраиваемым коэффициентом усиления и с информационным входом устройства, установочный вход обратной модели объекта соединен с первым сигнальным входом устройства, а вход линейного фильтра - с вторым сигнальным входом устройст ва.

Изобретение может быть использовано для построения локальных систем управления техническим объектами. например сталеплавильными агрегатами, которые содержат звенья чистого запаздывания и подвержены воздействию координатно-параметрическнх возмущений с неизвестными статистическими характеристиками. Цель изобретения состоит в повышении точности регулирования. Устрййство содержит линейный фильтр , обратную модель объекта 2, установочный вход которой является сигнальным входом устройства, первый сумматор 3, элемент ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ 4, делит ejib 5, интегратор 6, усилитель 7 с настраиваемым коэффициентом усиления, второй сумматор 8, первый блок 9 задержки и инвертор 10, а также второй блок 11 задержки, вход которого является информационным входом устройства, а выход сумматора является выходом устройства. 1 ил.