Система управления для объектов с запаздыванием Советский патент 1986 года по МПК G05B17/00 

Изобретение относится к автоматике и может найти применение при управлении нестационарными объектами с запаздыванием в условиях действия неконтролируемых возмущений в химической, нефтехимической и металлургической отраслях промышленности.

Целью изобретения является упрощение системы и повьшение точности.

На чертеже приведена структурная схема системы управления.

Система управления содержит первый сумматор 1, первьй регулятор 2, первый усилитель 3, объект 4 управ10

11задержки и первый вход третьег сумматора 13,

Выходной сигнал Y(t) второго ка 11 задержки подается на первый вход второго сумматора 12 и на вт вход второго делителя 14, а также версно на второй вход третьего сум матора 13,

Сигнал с выхода второго суммат

12поступает на первый вход второ делителя 14, выходной сигнал котор го равен отношению отклонения сиг ла Y(t) выходе объекта 4 управлени от сигнала Y,(t) выхода второго бл

ления, первый блок 5 задержки, первый ка 11 задержки к величине сигнала

интегратор 6, второй усилитель 7, второй интегратор 8, первый делитель 9 5, модель 10 объекта, второй блок 11 задержки, второй сумматор 12, третий сумматор 13, второй делитель 14, умнолснтель 15, второй регулятор 165 блок 17 ограничения, формирователь 18 сигналов уровня ограничения и задатчик 19 входного сигнала.

усилитель 3 имеет перемен- .ный коэффициент усиления, который регулируется по второму входу И предельная величина которого задается блоком 17 ограничения,

Значения верхнего U и нижнего и,, уровней ограничения задаются фор- М1нрователем 18 сигналов уровня ограничения, i

Система управления для объектов с запаздыванием работает следующим образом

На первьш вход первого сумматора 1 подается сигнал задания для систеьш управления, на второй и третий входы которого подаются инверсно сигналы соответственно с выхода объекта 4 управления и третьего сумматора 13,

Выходной сигнал первого сумматора 1 через первый регулятор и первый усилитель 3 с переменным коэффициентом усиления поступает на вход объекта 4 управления с запаздыванием, на вход которого действует неконтролируемое возм тцение f(t). Выходной сигнал Y(t) объекта 4 управления подается инверсно на вторые входы первого 1 и второго 12 сумматоров.

Выходной сигнал первого регулятора 2 U(t) поступает также на вход модели 10 объекта, выходной сигнал которой подается на вход второго блока

11задержки и первый вход третьего сумматора 13,

Выходной сигнал Y(t) второго блока 11 задержки подается на первый вход второго сумматора 12 и на второй вход второго делителя 14, а также инверсно на второй вход третьего сумматора 13,

Сигнал с выхода второго сумматора

12поступает на первый вход второго делителя 14, выходной сигнал которого равен отношению отклонения сигнала Y(t) выходе объекта 4 управления от сигнала Y,(t) выхода второго блока 11 задержки к величине сигнала

(t).

0

5

0

5

0

5

0

5

Сигнал с выхода первого усилителя 3 с переменным коэффициентом усиления подается на вход первого блока 5 задержки, в котором осуществляется задерлска сигнала на время запаздывания объекта 4 управления.

Выходной сигнал первого блока 5 задержки поступает на вход первого интегратора 6, который осуществляет интегрирование на скользящем интервале времени входного сигнала, а так-, же на второй вход умнолштеля 15, на первый вход которого поступает сигнал с выхода второго делителя 14. Сигнал с выхода первого интегратора 6 через второй усиу итель 7 подается на второй вход первого делителя 9, ,на первый вход которого поступает сигнал с выхода второго и;.тсгратора

8,осуществляющего интегрирозанке на скользящем интерва тхе в -емени входного сигнала, поступающего с выхода умножителя 15,

Выходной сигнал первого делителя

9,равный отноглению выходного сиг-нала второго и 5тегратора 8 к вьжод- ному сигналу второго усилителя 7, подается на вход второго узгулятора 16, Сигнал U(t) с выхода второго регулятора 16 поступает на. первый вход блока 17 ограничения, на второй и третий входы крторог.о подаются пороговые сигналы И и И ограничения выходной величины блока соответственно верхней и низкней границ. Выходной сигнал блока 17 ограничения ) подается на второй вход первого усилителя 3 к является управляющим сигналом, который изменяет коэффициент усиления первого усилителя 3,

При реализации делителей сигналов возможны незначительные временные задержки выходных сигналов, возникаJ. 1

ющие из условия физической реализуемости операции деления, а также возникают погрешности вычисления . выходного сигнала. Однако их действие на работоспособность и устойчивость системы управления при наличии в ней интеграторов, а также блока ограничения сигнала самонастройки несущественно. Блоки деления сохраняют работоспособность и не выходят из строя при величине сигнала делителя равной нулю, поскольку содержит депи ограничения выходного сигнала,

Предлагаемая система управления обладает повышенной точностью само- настройки коэффициента усиления канала управления, а это, в свою очередь повышает качество работы в целом„ Кроме того, система сохраняет устойчивость и работоспособность в уело- ВИЯХ действия на объект управления неконтролируемых возмущений широкого спектра.

Формула изобретения

Система управления для объектов .с запаздыванием, содержащая последовательно соединенные задатчик входного сигнала и первый сумматор, а также последовательно соединенные первый регулятор, первый усриитель и объект управления, выход которого соединен с вторым входом первого

сумматора и вторым сумматором, второй 35 с третьим входом первого сумматора.

вход которого соединен с выходом второго блока задержки и третьим сумматором, второй вход которого соединен с входом второго блока задержки и соединен с выходом модели объекта, вход которой соединен с выходом первого регулятора, выход первого усилителя через последовательно включенные первый блок задержки, первый интегратор и второй усилитель соеди- нен с первым делителем, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, отличающая ся тем, что, с целью упрощения системы и повьпиения точности, в нее дополнительно введены формирователь сигналов уровня ограничения, последовательно соединенные второй регулятор и блок ограничения, а также последовательно соединенные второй делитель и умножитель, второй вход которого соединен с выходом первого блока за

держки, а выход - с вторым интегратором, первый и второй входы второго делителя соединены соответственно с выходом второго сумматора и выходом второго блока задержки, выходы формирователя сигналов уровня ограничения соединены с соответствующими входами блока ограничения, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя, выход первого делителя соединен с вторым регулятором, а выход третьего сумматора соединен

12

Редактор И.Рыбченко

Составитель Б.Кирсанов

Техред Н.Попов гчКорректор С.Шекмар

7065/52

Тираж 836Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и отк-рытий 113035, Москва, Л{--35. Раутская наб,, д, 4/5

Производс- зенно-полиграфическое предприятие, г. Укг ород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к системам автоматического управления объектов с запаздыванием в условиях действия неконтролируемых возмущений. Целью изобретения является упрощение системы и повышение точности, Система содержит три сумматора, два регулятора, два делителя, объект управления, два блока задержки,-два интегратора, модель объекта, умножитель, блок ограничения, блок сигналов уровня ограничения и задатчик входного сигнала. Сущность изобретения заключается в повышении точности настройки коэффициента усиления канала управления путем минимизации величины среднеинтегрального .критерия по отклонению коэффициента усиления канала управления от эталона, 1 ил. ю 00