Устройство с размытой логической самоорганизацией для автоматического управления объектом,например ректификационной колонной Советский патент 1988 года по МПК G05B13/00 

Описание патента на изобретение SU1434402A1

4а О9

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматическог регулирования промьппленных, в част- ности ректификационных, колонн нефтеперерабатывающих и нефтехимических объектов с двумя управляющими входами, которые описываются следующим образом:

х(р)

о

-и, (р}+Ког

Р

Z1,:P

ж

-U,(P),(1)

где Kg и К

ог

а,; ( ,п) и ajj (j 1 ,m)

l+Zaj-p

- коэффициенты переда- чи по первому и второму управляющим каналам объекта;

параметры, характеризующие динамику соответствующих управляющих каналов; п и тп - порядок объекта по первому и второму каналам, которые в большинстве случа- eiT- не превыщают 2 или 3;

Z - постоянная времени запаздывания,

В процессе регулирования параметры объекта изменяются в определенном диапазоне: ,01 j К°

мни1 --. ,-.,.;.--.

гог

, 6 .с К ;цбКс| Кд,.

01

0

а1;„„ба,; а,,; а , .

Причем при изменении возмущений обеспечить управляемость объектом только по первому или только по второму ка- налам управления не всегда возможно т.е. имеют место случаи, когда коэффициент усиления KO, может принимать нулевое, а К Q, - минимальное значение, т.е.:

мин, .

Ko,( К,К„ .(3)

Кроме того, динамика -первого по

сравнению с вторым каналом управления объектом существенно быстрая: а,:/аг; 1 при V te О, со , 1,п-1.. (А)

Требуемое качество работы системы заключается в обеспечении устойчивости и управляемости выходной перемен- . ной (состояния), в условиях изменения параметров объекта К,, , , , ,n в пределах (2), (3), (4) достигается за счет самоорганизации

с 10

20

25

30

35

40

45

я

. , и самонастройки (адаптации) параметров регулятора.

Цель изобретения - повышение устойчивости, управляемости и точности переходного процесса регулирования объекта.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства с размытой логической самоорганизацией для ав-; томатического управления ректификационной колонной.

Устройство содержит сумматоры 1-6, ключи первый 7, второй 8, второй 9 и первый 10 адаптивные регуляторы . (с ПИ законами), третий 11, четвер- тьш 12, пятый 13 ключи, первый 14 и второй 15 блоки предварения, первый 16 по четвертый 19 фильтры первый 20 и второй 21 дифференциаторы, первый 22 и второй 23 блоки выделения модуля, первый 24 и второй 25 усилители, первый 26 и второй 27 блоки деления, первый 28 по пятый 32 (перестраиваемые) блоки квантования (квантаторы), первый 33 по девятый 41 элементы ИЛИ первый 42 по семнадцатый 58 элементы И, первый 59 и второй 60 элементы НЕ, первый 61 и второй 62 элементы НЕ-И и технологический объект, состоящий из первого 63 и второго 64 исполнительных механизмов, датчика 65 температуры объекта, ректификационной колонны 66,холодильника 67 и отпарной колонны промежуточного продукта 68,

Устройство реализует следующий размытый логический закон самоорганизации управления системой в виде .лингвистических правил: Если Y, есть нормально и если U есть среднее и S есть установившийся, тогда регулятор 10 оставить включено, регулятор 9 отключить, запомнить выходной сигнал U(t) и отключить контур определения Y, иначе,

Если Y есть нормально и если. U, есть среднее и S есть неустановив- щийсяJ тогда регулятор 10 оставить включено, регулятор 9 отключить, запомнить выходной сигнал и отключить контур определения Y, иначе, Если Y, есть нормально и если U, есть больше или малое и S есть уста- новивщийся, тогда регулятор 10 оставить включено, регулятор 9 включить в режиме П (т.е. U(t)l)p + +К2) и включить контур определения

Yj, иначе,

ЕСЛИ Y, есть нормально и если U, есть большое или малое и S есть неустановившийся, тогда регулятор 10 оставить включено, регулятор 9 отключить, запомнить выходной сигнал U(t) и контур определения Y, отключить, иначе,

Если Y, есть меньше нормы и если U, есть больше или малое или среднее и если S установившийся или неустановившийся, тогда регулятор 9 включить и регулятор 10 включить в ре- диме П (т.е. U,, (t)U,p -нК, ) и вклю чить контур определения Y.,, иначе, Если Y есть норма и если Y, есть норма или меньше нормы и Uj, есть малое или среднее и S -есть установившийся или неустановившийся, тогда 9

регулятор

включен и контур определения Y включить, иначе, ЕСЛИ Y,j есть большое и Y есть нормально и и„ есть среднее и S есть

д

установившийся и U, есть среднее, тогда регулятор 10 включить и регулятор 9 отключить и контур определения Yg, отключить, иначе, ЕСЛИ Y есть меньше нормы H.Y, есть нормально или меньше нормы и U есть малое или среднее и U, есть малое или среднее или большое, тогда регулятор 10 и регулятор 9 включить и контур определения Y оставив вклюТ, iA

т,

25

T,,4 т.

Т, при |х| : /X h при (l),/ь

Т -и

Sdt 2 2

г Ги,U

Т„ при /Ui/& 1 Т„ при I иг U

ii Т,2, ,3, у

30

Здесь Т- ,Т;

постоянные времени фильтров. тические термы субъективно о ются проектировщиком в соотв с оператором размытия: Ь

чено

I (У, ,Ui,, i(y, )): У, е Y, ,

- л л А л ,. ,35 . 1,,С0.5;1, С Y, Здесь Y,; ,, ,U,, . и S ( j (y, , ru j (y)): y.,eY, 1.2; ,3) - лингвистические тер- д лг 1 , с мы соответственно чувствительности li (i Ui (Ui)) U, U( , первого у, и второго у управляющих fU,0,5; 1 , uj с U,

каналов объекта, первого (t) (бы-40 (Uj ,((Ui )) : , строго) и }(t } управляющих воздейст- р,5 ; 1 , Uje с U

ВИЙ и переменной S(t), характеризующей состояние системы управления. Регуляторы 9 и 10 - соответственно регуляторы с пропорционально-интегральным законом регулирования, которые при изменении параметров объекта автоматически подстраивают параметры. Переменная S(t) характеризует установившийся режим переходного процесса регулирования управляемой переменной x(t) и определяется по выражению:V

s(t) l.(t)+|(t)

(t) x,-x(t).

ft Л rl -L.- 7-7-47 -iC.-

So ,fUei(s)): ses,

. . 0,5;, ,

(5)

45 где Y, ,Y, .U, , - универ

множества (общие диапазоны и унифицированных сигналов) со вующих переменных yj(t), U,(t) и S(t);

50 Uij, i(-),fUyJ(-),jU4, r(-),jU и jU5() функции принадлеж ответствующих подмножеств.

Термы вышеприведенных лин ческих переменных определены

55 дующему языку: где Xj и x(t) - задание и управляемая Y,- : НО меньше нормы ; (t) и (t) - соответственно ошибка

нормально

переменная;

соответстве

и производная ошибки.

для Yjj : МН - меньше нор нормально и БН - больше н

g10153А402

Переменные у(t) и ) характеризуют чуйствительность выхода объекта относительно первого и второго управляюпгих входов и определяются следующим образJJM:

y,(t)i(t)/(Ui(t)-i-«i,)

(6)

yj(t)4(t)/(U2(t) + oij), где оС, и oij - постоянные величины,

введенные для физической реализуемости операции деления;

X it),U,(t)

и )

20

Т, iA

т,

25

T,,4 т.

оценки реальных производных соответственно выхода объекта, первого и второго управляющих воздействий, формируемые на выxoдe фviльтpoв: Т„ при х.. I х|

Т, при |х| : /X/ h при (l),/ь |у,|

Т -и

Sdt 2 2

г Ги,U / и,/

Т„ при /Ui/& fyj 1 Т„ при I иг U I Ui I

(7)

ii Т,2, ,3, у

1,2

Здесь Т- ,Т;

постоянные времени фильтров. Лингвистические термы субъективно определяются проектировщиком в соответствии с оператором размытия: Ь

I (У, ,Ui,, i(y, )): У, е Y, ,

(8)

(Uj ,((Ui )) : р,5 ; 1 , Uje с U

ft Л rl -L.- 7-7-47 -iC.-

So ,fUei(s)): ses,

. . 0,5;, ,

45 где Y, ,Y, .U, , - универсальные

множества (общие диапазоны изменения унифицированных сигналов) соответствующих переменных yj(t), ), U(t), U,(t) и S(t);

50 Uij, i(-),fUyJ(-),jU4, r(-),() и jU5() функции принадлежности соответствующих подмножеств.

Термы вышеприведенных лингвисти ческих переменных определены по сле нормально, МН меньше нормы ;

для Yjj : МН - меньше нормы, НО - нормально и БН - больше нормы ;

нее

для и,; : М - - большое

малое.

Б - для и

и

к.

М малое

С - среди С -у среддля УС - становившийся и НУС - неустановившийся. Обычно в рассуждениях считается (субъективно), что переменные y4(t) yj.(t), и, (t), ) и S(t) принадлежат соответствующим размытым подмножествам Y, ,Y2J ,, . и S со значениями функций принадлежности не меньше, чем 0,5.

Устройство работает следующим образом. I

Регулируемый выходной сигнал объекта x(t) поступает на вход диффренциатора 21 и первые входы сумматра 1, ключей 7 и 8, адаптивных регуляторов 9 и 10, на вторые входы которых подаются задания (задающий управляющий сигнал). Причем на вторые входы адаптивных регуляторов 9 и 10 через ключи 7 и 8 поступают либо сигнал задания х, либо выходной управляемый сигнал объекта x(t) в звисимости от значения управляющих командных сигналов, поступающих из устройства самоорганизации с логикой на третьи входы ключей 7 и Ключи 7 и 8 функционируют в зависимости от значений Р

размыт

6t

Т.е.

р Гх,, при Р4, 1 7 x(t) при Р4,

Г Ь

(10)

Рб,1

Рб,0«

X) при х (t) при оры 9 и 10 вырабатывают управ- воздействия U,p(t) и Uip (t)

в соответствии с пропорционально- интегральным законом:

СК;„+К,д,

(t))(t)

f-jecoH. .2

U,p(t)

ч

где K;;(,2);

0

5

0

5

in

35

u;

..

a

-постоянные настроечные параметры регулятора;

-автоматически изменяемый коэффициент, который формируется в соответствии с алгоритмом /S.

Q ;|(t) /(i(t)+p;) i . 1,2.(12)

Ключи 7 и 8 размыкают соответственно регуляторы 9 и 10, так как при Р, 0 и на первые и вторые входы регуляторов поступает только сигнал x(t) и тем самым искусственно получается, что ошибка равна О, Следовательно, выходной сигнал Uj(t) запоминается и регуляторы выключены,. т.е. и, р (t)const, (,2) при Р, 0 и . При Р, и Р, равных 1 регуляторы включены, т.е. U, p(t) определяется в соответствии с (11), (12). Выходные сигналы U,p(t) и U2p(t) регуляторов 9 и 10 поступают соответственно на первые входы сумматоров 3 и 5. Предусмотрена выработка управляющего воздействия в режиме П. В этом режиме на вторые входы сумматоров 3 и 5 соответственно через усилители 24 и 25, ключи 11 и 12 поступает выходной сигнал третьего сумматора. Таким образом, на выходе сум40

маторов 3 сигналы:

и 5 формируются управляющие

Похожие патенты SU1434402A1

название год авторы номер документа
Регулятор с размытой логикой 1988
  • Алиев Рафик Азиз Оглы
  • Джафаров Саяддин Машади Оглы
  • Алиев Фуад Тофик Оглы
  • Гасанов Кюльхан Сархан Оглы
SU1587466A1
Адаптивный регулятор с регулируемой обратной связью 1985
  • Алиев Рафик Азиз Оглы
  • Джафаров Саатдин Мешади Оглы
  • Бабаев Мамедгасан Джабир Оглы
SU1287104A1
Регулятор с размытой логикой 1986
  • Алиев Рафик Азиз Оглы
  • Джафаров Саяддин Машади Оглы
  • Бабаев Мамедгасан Джабир Оглы
SU1405026A1
Регулятор с переменной структурой 1978
  • Алиев Рафик Азиз Оглы
  • Шубладзе Александр Михайлович
  • Джафаров Саяддин Машади Оглы
SU736046A1
"Устройство для регулирования положения плавучих объектов 1976
  • Джафаров Эльбрус Махмуд Оглы
  • Искендеров Искендер Алибаба Оглы
  • Абдуллаев Фахраддин Сафар Оглы
SU646313A1
Самонастраивающаяся система автоматического управления для объектов с запаздыванием 1981
  • Лубенцов Валерий Федорович
  • Бабаянц Артем Вартанович
  • Юсупбеков Надырбек Рустамбекович
SU1173390A1
Адаптивный регулятор 1977
  • Алиев Рафик Азиз Оглы
  • Шубладзе Александр Михайлович
  • Джафаров Саяддин Машади Оглы
SU746414A1
АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ 2013
  • Сухарев Евгений Александрович
RU2541848C1
Система регулирования 1988
  • Самедов Юсиф Фахрат Оглы
SU1654777A1
Пневматический адаптивный регулятор с переменной структурой 1983
  • Джафаров Эльбрус Махмуд Оглы
  • Файязов Мирза Мамед Оглы
  • Абдуллаев Фахраддин Сафар Оглы
SU1285429A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 434 402 A1

Реферат патента 1988 года Устройство с размытой логической самоорганизацией для автоматического управления объектом,например ректификационной колонной

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического регулирования промышленных, в частности ректификационных, колонн нефтеперерабатывающих и нефтехимических объектов с двумя управляющими входами. С целью повышения устойчивости, управляемости и точности переходного процесса регулирования объекта устройство содержит сумматоры, ключи, блоки предварения, фильтры, дифференциаторы, блоки выделения модуля, усилители, блоки деления, блоки квантования, элементы ИЛИ, элементы И, элементы НЕ и элементы НЕ-И. 1 ил. (g

Формула изобретения SU 1 434 402 A1

Р

U,p+Pf,-K,:(t) при Р5,1, и, U,p(t) при Р5,0

Uj-+P44L(t) при ,Uip COnSt

/.ччГЧ л

co

Uip(t)

0 и P4, 1

при Р44

при и р,

которые поступают на входы первого 14 и второго 15 блоков предварения и од- повременно на первый и второй исполнительные механизмы объекта управле ния, а также вторые входы сумматоров 4 и 6, На выходах блоков предварения 14 и 15 формируются сигналы (U,(t)+U5(t)) и (l%(t)-fU5(t)) и поступают на первые входы сУмматрров 4 и 6t В сумматорах 4 и 6 формируются реальные производные управлений, которые поступают соответственно на

Р

const

ччГЧ л

0 и P4, 1

при Р44

при и р,

фильтры 16 и 18, где оценива19тся сигналы Ц+olj Uj + v., и (05-+ oi

0 в соответствии с (7). Эти сигналы поступают соответственно на вторые входы блоков деления 26 и 27, Выходной сигнал дифференциатора 21 поступает через ключ 13 и фильтр 19 на

5 первый вход второго 27, а через фильтр 17 - на первый вход первого 26 блоков дедения. Таким образом, формируются сигналы У4 и 2. характеризующие чувствительность выхода

объекта относительно первого и второго входов: д л

(t)y,(t)x(t)/;(U,(t) + ot,);

y,,/t)y(t)r,x(t:)/(U(t) + ei5i). или о, I Ключ 13 предназначен для замыкания

контура определения переменной у„(с). Учитывая, что динамики управляющих каналов с; тцественно разнятся, то в контурах определения у, и у использованы отдельные фильтры 17 и 19. Одновременно выходной сигнал (t) сумматора 1 поступает через блок 22 вьщеления модуля на первый вход сумматора 2 и на вход дифференциатора 20, на выходе которого формируется производная ошибка регулирования - (t). Выходкой сигнал дифференциатора через блок 23 выделения модуля поступает на второй вход сумматора 2, на выходе которого формируется переменный сигнал S(t), равный |(t)| + ) характеризующий режим переходного процесса системы управления. Таким образом, на выходах сумматоров 2,3,5 и блоков 26 и 27 деления формируются соответственно переменные сигналы S(t), U,(t), ), y,(t) и y(t), которые поступают на входы соответствующих блоков квантования 31, 28, 32, 29, 30 (28-32). В кван- таторах осуществляется операция размытия, т.е. определяются лингвистические термы переменных в соответствии с (8) и (9). Например, квантатор 28 квантует переменную Ui (t) по трем уровням, т.е. если U,e Cu,J, jUjBl,

,3 .тогда

тогда и,. М; если iy,e u ,Ufg3 .тогд U,C; если U,,ujj, тогда U Б, причем ОБ, Ufg , U Ги и иЛ, 10В - перестраиваемые постоянмвные, которые задаются задатчиками

квантатора. Следовательно, квантатор 28 имеет три выхода и лишь на одном из соответствующих выходов будет сигнал 1, а на остальных О, т.е. на выходах квантатора 28 получаются лингвистические термы первого управляющего входа обьекта (первый аналоговый --

или

чего входа обьекта (первьш анало- 50 ли выход устройства) U| (t) tU,j Б, С, или . На первом и

ляющего канала y(t): , или КН, а на первом по третий выходах квантатора 30 - термы чувствительности второго управляющего канала y,j(t): Yj,BH или , или . Аналогич- но, на выходах квантатора 31 формируются- термы S(t): или . С второго выхода квантатора 28 сигнал

10 . поступает на входы первого 35 элемента ИЛИ и второго 49 элемента И, на второй пае т сигнал Р.,

вход которого посту4q.i м первого выхода квантатора 29. Выходной

15 дискретный сигнал элемента 49 Рд поступает на первые входы элементов 42 и 43, на вторые входы которых тупают сигналы с первого Р, S и второго .Р(, 52 выходов квантато20 ра 31. Выходные сигналы первого 42 и второго 43 ( Pi8. . 3 2ft,i 14 .г элементов И пос- . тупают на соответствующие входы четвертого 33 элемента ИЛИ, где формиру25 ется управляющий командный сигнал и поступает через первый элемент НЕ-И на третий вход ключа 7 для замыкания (при Pgj 1) и размыкания (при Р, « 0) второго 9 адаптивного регуля30 тора. Этот же сигнал Р, (при Р.

7 , Чо

О ) одновременно поступает через первьй 59 элемент НЕ, второй 60 элемент НЕ, четвертый 41 элемент ИЛИ, а также через пятый 36 элемент ИЛИ на управляющие входы cooTBeTCTBeiiHO

35

ключей 11. 8 и 13 для их размыкания.

Сигнал P,jg , и с первого квантатора 28 поступает на первые

40 входы элемента 35 ИЖ и элемента БОИ, на второй выход которого подается сигнал «,1 с первого выхода квантатора 29. Сигнал Pie.. третьего выхода квантатора 28 подает

45 ся на третий вход элемента 35 ИЛИ и на первьш вход элемента 51 И, на ъто- рой вход которого поступает сигнал . Выходные сигналы логически суммируются на элементе 39 ИЛИ и поступают на первые входы элементов 44 и 45, на .вторые входы которых П9даются

Я.1

-s

и

соответственно сигналы

РЛ, л S с выходов квантатора 31, Выя.г

ходные сигналы ((.i . )

ром входах квантатора 32 формируются термы второго управляющего входа

объекта (второго аналогового выхода 55 .М i - (.i A((P 2&.,)V устройства ) U2(t): U,M или i.. На первом и втором выходах квантатора 29 формируются лингвистические ) чувствительности первого управ. to, -i-j.i чэ гг;- -

V(P,lg .APj, )1 элементов 44 и 45 поступают на соответствующие входы элемента 33 ИЛИ, Одновременно сагнал подается на вторые управляющие входы

u

ляющего канала y(t): , или КН, а на первом по третий выходах квантатора 30 - термы чувствительности второго управляющего канала y,j(t): Yj,BH или , или . Аналогич- но, на выходах квантатора 31 формируются- термы S(t): или . С второго выхода квантатора 28 сигнал

. поступает на входы первого 35 элемента ИЛИ и второго 49 элемента И, на второй пае т сигнал Р.,

вход которого посту4q.i м первого выхода квантатора 29. Выходной

дискретный сигнал элемента 49 Рд поступает на первые входы элементов 42 и 43, на вторые входы которых тупают сигналы с первого Р, S и второго .Р(, 52 выходов квантатора 31. Выходные сигналы первого 42 и второго 43 ( Pi8. . 3 2ft,i 14 .г элементов И пос- тупают на соответствующие входы четвертого 33 элемента ИЛИ, где формируется управляющий командный сигнал и поступает через первый элемент НЕ-И на третий вход ключа 7 для замыкания (при Pgj 1) и размыкания (при Р, « 0) второго 9 адаптивного регулятора. Этот же сигнал Р, (при Р.

7 , Чо

О ) одновременно поступает через первьй 59 элемент НЕ, второй 60 элемент НЕ, четвертый 41 элемент ИЛИ, а также через пятый 36 элемент ИЛИ на управляющие входы cooTBeTCTBeiiHO

ключей 11. 8 и 13 для их размыкания.

Сигнал P,jg , и с первого квантатора 28 поступает на первые

входы элемента 35 ИЖ и элемента БОИ, на второй выход которого подается сигнал «,1 с первого выхода квантатора 29. Сигнал Pie.. третьего выхода квантатора 28 подает

ся на третий вход элемента 35 ИЛИ и на первьш вход элемента 51 И, на ъто- рой вход которого поступает сигнал . Выходные сигналы логически суммируются на элементе 39 ИЛИ и поступают на первые входы элементов 44 и 45, на .вторые входы которых П9даются

Я.1

-s

и

соответственно сигналы

РЛ, л S с выходов квантатора 31, Выя.г

ходные сигналы ((.i . )

ав.М i - (.i A((P 2&.,)V

.М i - (.i A((P 2&.,)V

. to, -i-j.i чэ гг;- -

V(P,lg .APj, )1 элементов 44 и 45 поступают на соответствующие входы элемента 33 ИЛИ, Одновременно сагнал подается на вторые управляющие входы

элемента .12 и через эгЛ&мент 36 ИЛИ ;ключа 13 для их замыкания при Выходные сигналы ,( и 7 кваи татора 29 подаются на первые входы элементов 53, 55 и 52, на вторые входы.которых поступают сигналы со- ,ответственно с первого . и второг :Р.1д, выходов квантатора 30 и с выход Iэлемента 40 ИЛИ. Сигналы ,; Л

|Л(Р.

n..i- ..г подаются 1.на первые входы элементов 46 и 56, |на вторые входы которых поступают

соответственно сигналы Pja -P-ji,i V ,а i и Р. л элемента 38 ИЛИ и сигнал с iвторого входа квантатора 31. Выходны ; сигдалы элементов 46 и 56 ( А Р,,, ) поступают на соответстi вующие входы элементов 34 и 3-3 ИЛИ. IB элементе 54 И осуществляется логическое умножение выходных сигналов элементов 53 И и 40 ИЛИ, т.е. .Pf ЛР40 PI.,., ЛР,о., Л(Р ),г.,.2), кото рьй в элементе 48 И, умножаясь на первый выходной сигнал Р-я, квантатора 31, поступает в элемент 33 ИЛИ. Одновременно сигналы с второго выход квантатора 30 и элемента 40 ИЛИ поступают на входы элемента 57 И, где осуществляется логическое умножение, т.е. 40 Последний, поступая на вход элемента 47 И, логически умножается на выходной сигнал элемента 38 ИЛИ и затем поступает на соответствующий вход элемента 34 ИЛИ и на второй запрещающий вход элемента 61 НЕ-И. Элемент 61 НЕ-И обеспечивает только включение регулятора 10 и контура определения ). Элемент 62 НЕ-И контролирует замыкание второго контура определения ) чтобы исключить без необходимости включение обоих регуляторов.

В элементе 37 ИЛИ суммируются в&одные сигналы элемента 35 ИЛИ и квантатора 29, а результат поступает на первый вход элемента 58 И, на второй вход которого чер ез элемент 62 НЕ-И подается сигнал третьего выхода квантатора 30. В элементе 58 И осуществляется логическое умножение сигналов и Pg. Элемент 58 И формирует управляющий командный сигнал для включения обоих регуляторов в соответствии с последним правилом самоорганизации системы..Когда, включены первый и второй регулятор , от- ключается дополнительная пропорЦйо- нальная добавка (режим П) первбго

5

0

5

0

5

0

5

0

5

или второго контура управления, а при отключенном регуляторе 9 по первому контуру всегда включен режим П, т.е. усилитель 24.

Блоки, содержащиеся в предложенном устройстве, легко реализуются как на элементах УСЭППА, так и на аналоговых и цифровых интегральных микросхемах.

Система автоматического управления нестационарным объектом с применением предложенного устройства настраивается таким образом, чтобы при условии управляемости первого канала всегда был задействован быстрый регулятор. Следовательно, отклонение управляемой переменной x(t) сравнительно быстро сводится к нулю, и тем самьм на этом отрезке времени повьш ается точность переходного процесса. Кроме того, повышается устойчивость системы регулирования, так как структурно объект управления является устойчивым.

Адаптация параметров регулятора к изменениям параметров объекта осуществляется при допустимых значениях функций y,(t) и и,(t), но при нулевом или малых (меньше нормы) значениях у,(t) и предельном U, (t) устройство, оценив состояние объекта, включает второй регулятор для регулирования X (t). В этом случае первый регулятор отключается (т.е. на второй вход регулятора через ключ 7 поступает x(t), а значение U,(t)U,p запоминается) и включается режим пропорционального воздействия (режим П), т.е. ключ замыкается и на второй вход сумматора 3 поступает выходной сигнал первого усилителя, равный К (t) . В этом режиме работы системы выбирается такое значение К,, чтобы при большой ошибке (t) сигнал К,(t) не превыщал 10-15% от предела изменения выходного сигнала .регулятора U,- .

При очень малых значениях как уДь), так и y(t) включаются оба регулятора, что в целом обеспечивает лучшую-управляемость и точность вывода выходной переменной к заданному значению по сравнению с известными системами, работающими лишь по одному из управляющих каналов.

Формула изобретен и.я

Устройство с размытой логической самоорганизацией для автоматического

управления объектом, например ректификационной колонной содержащее датчик температуры объекта, выход которого соединен с информационным входом первого адаптивного регулятора, подключенного выходом к первому входу первого сумматора, выход которого соединен с входом первого исполнительк входу делимого второго блока деления, выход третьего сумматора через последовательно соединенные второй дифференциатор и первый блок вьделения . модуля соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого подключен к входу пятого блока квантования, выход третьего сумматора через

кого механизма, второй адаптивный ре- ,о второй блок выделения модуля соединен

гулятор, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выходом подключенного к входу второго исполнительного механизма, первый , вход третьего сумматора соединен с g выходом датчика температуры объекта, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости, управляемости и точности устройства, оно содержит сумматоры, ключи, блоки 2о предварения, фильтры, дифференциаторы, блоки вьщеления модуля, усилители, блоки деления, блоки квантования, элементы ИЛИ, элементы И, элементы НЕ и элементы НЕ-И, причем выход второго 25 сумматора соединен с первым входом четвертого сумматора, входом первого блока квантования и через первый блок предварения - с вторым входом четверс вторым входом шестого сумматора, первый, второй и третий выходы первого блока квантования соединены с со- ответствутогдими входами первого элемента ИЛИ и первыми входами соответ- ствен но первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с первым выходом второго блока квантования и первыми входами четвертого, пятого элементов И и второго элемента ИЛИ, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом к первым входам шестого и седьмого элементов И, вторые входы которых соединены -соответственно с первым и вторым выходами

35

пятого блока квантования, а выходы того сумматора, выход которого соеди- до соответственно -. с первым и вторым

входами четвертого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ и управляющему входу второго ключа, выход второго элемента И соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам пятого блока квантования, а выходы - соответственно к третьему и четвертому входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента НЕ-И, выходом соединенного с входами и второго элементов НЕ и управляющим входом третьего ключа, первый выход четвертого блока квантования подключен к первому входу втонен с входом первого фильтра, выходом подключенного к входу делителя блока деления, выходом соединенного с входом второго блока квантования, а выход третьего сумматора подключен к информационному входу первого ключа, выход которого соединен через первый усилитель с вторым входом второго сумматора, выход третьего сумматора подключен к информационному входу второго ключа, выход которого через второй усилитель соединен с вторым входом первого сумматора, выходом соединенного с первым входом пятого сумматора, входом -третьего, блока квантования и через второй блок предварения - с вторым входом пятого сумматора, выход которого через второй фильтр подключен к входу делителя второго блока деления, выходом соединенного с входом четвертого блока квантования, выход датчика температуры объекта через последовательно соединенные первый дифференциатор и второй фильтр подключен к входу делимого

40

45

50

рого элемента НЕ-И, второй вход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, а второй выход четвертого блока квантования соединен с первым входом десятого и вторым входом четвертого элементов И, вьаАэд одиннадцатого элемента И подключен

первого бдока деления, выход первого ьь потому входу четвертого элемента дифференциатора соединен с информаци- онным входом третьего ключа, выход

ИЛИ и первому входу шестого элемента ИЛИ, первый вкод двенадцатого и второй вход девятого элементов И соеди которого через третий фильтр подключен

к входу делимого второго блока деления, выход третьего сумматора через последовательно соединенные второй дифференциатор и первый блок вьделения . модуля соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого подключен к входу пятого блока квантования, выход третьего сумматора через

второй блок выделения модуля соединен

с вторым входом шестого сумматора, первый, второй и третий выходы первого блока квантования соединены с со- ответствутогдими входами первого элемента ИЛИ и первыми входами соответ ствен но первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с первым выходом второго блока квантования и первыми входами четвертого, пятого элементов И и второго элемента ИЛИ, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом к первым входам шестого и седьмого элементов И, вторые входы которых соединены -соответственно с первым и вторым выходами

50

рого элемента НЕ-И, второй вход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, а второй выход чет потому входу четвертого элемента

ИЛИ и первому входу шестого элемента ИЛИ, первый вкод двенадцатого и второй вход девятого элементов И соедийены с выходом седьмого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами третьего блока квантования, а выходы десятого и двенадцатого элементов И подключены к первым входам соответственно тринадцатого и четырнадцатого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходом и первым входом восьмого элемента ИЛИ, выходы тринадцатого и четырнадцатого элементов И соединены соответственно с вторым входом тесто го и шестым входом четвертого элемен- тов ИЛИ, выход пятого элемента И подключен к второму входу двенадцато го элемента И, первый и второй входы пятнадцатого элемента И соединены соответственно с выходом четвертого элемента И и вторым выходом пятого блока квантования, а выход - с седьмым входом четвертого элемента ИЛИ, первый выход второго блока квантования соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом одиннадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ-И, второй выход второго

блока квантования соединен с первым входом шестнадцатого элемента И, второй вход которого подключен к выходу седьмого элемента ИЛИ, а выход - к первому входу семнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом восьмого элемент ИЛИ, а выход - с третьим входом шестого элемента ИПИ, первый и второй входы девятого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом шестого элемента ИЛИ и второго элемента НЕ, а выход - с управляющем входом четвертого ключа, информационные входы пятого и четвертого ключей подключены соответственно к информационным входам первого и второго адаптивных регуляторов, а выходы - к управляющим входам соответственно первого и второго адаптивных регуляторов, информационный вход второго адаптивного регулятора соединен с датчиком температуры объекта. Выход шестого элемента ИЛИ подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, третьим входом подключенного к выходу второго элемента НЕ, а первый выход пятого блока квантования соединен с вторым входом восьмого элемента ИЛИ.

. /

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1988 года SU1434402A1

Анисимов И.В, Основы автоматического управления технологическими процессами нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности
Л.: Химия, 1967, с.375.

SU 1 434 402 A1

Авторы

Алиев Рафик Азиз Оглы

Джафаров Саяддин Машади Оглы

Бабаев Мамедгасан Джабир Оглы

Даты

1988-10-30Публикация

1986-10-21Подача