Система регулирования Советский патент 1987 года по МПК G05B13/00 

1 12

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулирова нию и может быть использовано для построения систем регулирования объектами, характеризуемыми наличи- ем запаздываний в каналах регулирования координат; координатных и параметрических неконтролируемых возмущений,, последние из которых изменяются существенно медленнее первых; регулирующих воздействий на координаты и параметры объекта управления.

Предполагается, что возмущенное движение объекта описывается моделью

) + x(t) k. U(t- t;)+ (t); y(t) k,(t) x(t); k,(t) (t) +f(t),

где x(t) - действительные выход1й.1е

переменные объекта в мо- мент непрерывного времени;

y(t) - измеренные выходные переменные объекта}

UnCt),

U(t) - координатные и параметрические регулирукщие воздействия;

K(t).

1 (t) - координатные и параметри-

ческие неконтролируемые возмущения;

Т к К - постоянные времени; k и ko - коэф4ициенты передачи каналов регулирования коор- динат и параметров объекта регулированияi

Цел ь изобретения - повьппение точности системы,

На чертеже приведена блок-схема системы регулирования.

Система регулирования с координатной и параметрической рбратными свя- зями содержит объект 1 регулирования первый 2 и второй 3 исполнительные механизмы, датчик 4, первый блок 5 задержки, второй регулятор 6, второй

фильтр 7 низкой частоты, второй блок

3 сравнения, модель 9 объекта без запаздывания, первый 10 и второй 11 . сумматоры, пятый блок 12 сравнения, второй задатчик 13, экстраполятор 14, четвертый блок 15 сравнения, первый регулятор 16, первый фильтр 17 низкой частоты, первый блок 18 сравнения, первый задатчик 19, второй блок 20 задержки, масштабирующий блок ,

12

третий блок 22 сравнения, источник 2 постоянного сигнала.

Кроме того, обозначены также первое и, (координатное)и второе Uj (параметрическое) регулирующие воздействия и у - выходная регулируемая координата.

Первый 16 и второй 6 регуляторы работают в соответствии, например, с пропорционально-интегральным законом регулирования, Экстраполятор 14 может быть представлен реальным форсирующим звеном, а модель объекта 9 в виде инерционного звена. Датчиком 4 может служить, например, тензометри- ческий преобразователь, а исполнительными механизмами 2 и 3 электродвигатели переменного тока.

Система регулирования с координатной и параметрической обратными связями работает следующим образом.

Сигнал об измеренной датчиком 4 выходной координате y(t) объекта 1 регулирования в первом сумматоре 10 алгебраически суммируется с выходным сигналом модели 9 объекта без запаздывания и в результате получается сигнал y (t) о выходной координате модельного контура регулирования. Сигнал (t) вычитается в первом блоке 18 сравнения из сигнала первого задатчика 19 о заданном значении выходной координаты объекта 1 регулирования, В первом фильтре 17 низкой частоты подавляется высоко- частотная помеха выходного сигнала первого блока 18 сравнения, что првы щает точность его дальнейщего преобразования, С первого (фильтра 17 низкой частоты сигнал идет на первый регулятор 16, например, с пропорционально-интегральным законом регулирования, в котором вырабатывается сигнал о регулирующем воздействии U,(t- 6) модельного контура, предназначенного для регулирования модели 9 объекта без запаздывания. Из сигМ

нала U,(t-) во втором блоке 8 сравнения вычитается задержанный на время о сигнал U(t) с выхода второго сумматора 11, Сигнал о полученной разности поступает на вход модели 9 объекта без запаздывания)

Сигнал U(fc- t) содертшт эффекты координатных и параметрических неконтролируемых возмущений и изменений задания на выходную координату объекта. Для исключения из U, (t- t )

эффектов изменений задания из выходного сигнала первого задатчика 19 в третьем блоке 22 сравнения вычитается постоянный сигнал, в частности, о среднем значении задания. Сигнал о .полученных изменениях пересчитывается в масштабирующем блоке 21 в изменения первого регулирующего воздействия, задерживается на время с/ во втором блоке 20 задержки и вычитается из сигнала U (t- c) в четвертом блоке 15 сравнения. Для учета изменений задания на выходную координату при выработке первого регулирующего воздействия вьпсодной сигнал масштабирующего блока 21 алгебраически суммируется во втором сумматоре с экстраполированным с помощью экстраполятора 14 сигналом и (t- tr) и подается на первый исполни тельный механизм 2.

Для выделения из сигнала u (t-r) эффектов параметрических неконтролируемых возмущений осуществляется его фильтрация с помощью второго фильтра 7 низкой частоты. Однако предвари тельно из сигнала u (t- o) вычитается в пятом блоке 12 сравнения его опорное значение, сигнал о котором поступает с выхода второго задатчика 13. Опорное значение сигнала U (t-t) определяется при запуске системы, как среднее значение U (t-C) на заданном интервале при известных коэф- фициент 4х модели объекта 1 регулирования, которые устанавливаются в модель 9 объекта без запаздывания. Выходной сигнал второго фильтра 7 низкой частоты подается на второй регулятор 6, регулирующее воздействие которого направлено на стабилизацию параметров объекта I регулирования, Выходной сигнал второго регулятора 6 поступает на второй исполнительный

механизм 3, который изменяет в требуемом направлении параметры объекта, в частности как в примере с неРедактор Н, Бобкова

Тираж А, Лащев

Техред И.Попович Корректор О.Луговая

Заказ 886/49.Тираж 864Подписное

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,

12987114

прерывным дозатором меняет натяжение ленты транспортера.

Введение новых блоков и связей позволяет повысить точность регули- 5 рования выходной координаты за счет стабилизации параметров объекта регулирования.

Формула изобретения

0 Система регулирования, содержащая первый задатчик, первый блок задержки, последовательно включенные первый исполнительный механизм, объект регулирования, датчик, первый сумма- 5 тор, первый блок сравнения, первый (фильтр низкой частоты, первый тор, второй блок сравнения и модель .объекта без запаздывания, выход которой подключен к второму входу пер- 20 вого сумматора, выход первого задатчика соединен с вторым входом первого блока сравнения, вход первого исполнительного механизма связан через первый блок задержки с вторым входом второго блока сравнения, .отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены второй сумматор, второй за- датчик, последовательно включенные

источник постоянного сигнала, третий блок сравнения, масштабирующий блок, второй блок задержки, четвертый блок сравнения, пятый блок сравнения, второй фильтр низкой частоты, второй ре35.гулятор и второй исполнительный ме- , ханизм, выход которого подключен к . второму входу объекта регулирования, выход первого регулятора соединен через последовательно включенные

40 четвертый блок ,сравнения, экстрапо- лятор и второй сумматор с входом первого исполнительного механизма, выход масштабирующего блока соединен с вторым входом второго сумматора, выход

45

первого задатчика подключен к второму входу третьего блока сравнения, выход втогого задатчика - к второму входу пятого блока с)равнения..

, Изобретение относится к системам регулирования с координатной и параметрической обратными связями. Цель изобретения - повьшение точности систеьы. Система регулироваW НИН содержит объект 1 регулирования, первый 2 и второй 3 исполнительные механизмы, датчик 4, первый блок 5 задержки, второй регулятор 6, второй фильтр 7 низкой частоты., второй блок 8 сравнения, модель 9 объекта без запаздывания, первый 10 и второй 11 сумматоры, пятый блок 12 сравнения, первый регулятор 16, первый фильтр 17 низкой частоты, первьй блок 18 сравнения, первый задатчик 19, второй блок 20 задержки, масштабирующий блок 21, третий блок 22 сравнения, источник 23 постоянного сигнала. 1 ил. 3 с сл