Система автоматического управления для объектов с запаздыванием Советский патент 1990 года по МПК G05B11/00 

темы; Ј - сигнал возмущения; Y - релируемый параметр.

Система работает следующим образом.

Выходной сигнал Ufl задатчика 12 поступает на первый вход блока 1 срнения, в котором сравнивается с выходным сигналом U,, первого сумматора 11. На выходе блока 1 сравнения формируется сигнал U, Utl- U , который поступает на вход регулятора 2. В качестве регулятора 2 может быть использован один из известных регуляторов, имеющих передаточные функции, например, вида: - К

WjCP) + К5Р;

+к,

w2U)

Р Х,Р+1) P() где К., - К,, Т, и Т2 const 0.

w, 09

Выходной сигнал U2 регулятора 2 поступает на вход объекта 13 регулирования, на который действует аддитивное возмущение f, удовлетворяющее условиям

о

J/f (t)/7dt ; /f (t)/ Е ; Ј.- о

Е const,

и на выходе которого формируется регулируемая координата

(P) -,w4(P) U2 + w,(P) f, где w3(P) e-pV- ;

AmPm + . ..+A,P +A0

) в™Р Т77 в7р+в7;

... +c,p+cu w4 (p) 5 рт 777 5 р+50;

А,Б,С и D - коэффициенты.

Выходной сигнал U регулятора 2 поступает на первый вход второго сумматора 7 и на входы блока 5 запаздывания и дифференциатора 6. На выходе Ьлока 5 запаздывания формируется сигнал

Uj w5tP)-LU, где w5tf) е ;

0,15СЧ , поскольку в при 1У1адных задачах управления объектами 13 с запаздыванием диапазон определения величины запаздывания не превышает 20-30% от величины t запаздывания объекта 13 регулирования.

На выходе дифференциатора 6 формируется сигнал Ut w t (P) -U2. В качестве дифференциатора 6 может быть применен дифференциатор, например, имеющий передаточную функцию вида

/ Р

w;(P)

V1

где Т const 0.

Выходной сигнал U5 блока 5 запаздывания, выходной сигнал Ut дифференциатора 6 и выходной сигнал Ug первого усилителя 8 поступают на второй, третий и четвертый входы второго сумматора 7, на выходе которого формируется сигнал U7 U2 U5 +U/ -Ug.

Выходной сигнал U7 сумматора 1 интегрируется в интеграторе 9, в качестве которого может быть использован интегратор с произвольными начальными условиями. Выходной сигнал U, интегратора 9 усиливается в усилителях 8 и 10, причем на выходе первого усилителя 8 формируется сигнал U. вида Uj , а на выходе второго усилителя 10 формируется сигнал U10 вида

U10 KwUj, где К8 и Ь ,0 - коэффициенты усиления усилителей 8 и 10. Выходной сигнал U(0 второго усилителя 10 суммируется с регулируемым параметром Y в первом сумматоре 11, на

выходе которого формируется сигнал

U,

U,e+ Y.

Таким образом, данная система позволяет обеспечить асимптотическую

гиперустойчивость при управлении объектами, обладающими постоянным, известным с точностью 30%, транспортным запаздыванием, при том же качестве управления, но при существенном

упрощении системы, что влечет за собой снижение стоимости системы, повышение надежности ее работы и упрощение конструктивной реализации системы.

50

Формула изобретения

Система автоматического управления для объектов с запаздыванием, содержащая интегратор, дифференциатор, первый и второй усилители, объект регулирования, соединенный выходом с первым входом первого сумматора, подключенного выходом к одному из

входов олока сравнения, соединенного .другим входом с выходом задатчика, а выходом - с входом регулятора, подключенного выходом к входу объекта регулирования, к первому входу второго сумматора и к входу блока запаздывания, соединенного выходом с вторым входом второго сумматора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы, в ней вход

дифференциатора соединен с выходом регулятора, а выход - с третьим входом второго сумматора, подключенного четвертым входом к выходу первого усилителя, а выходом - к входу интегратора , соединенного выходом с входом первого усилителя и через второй усилитель - с вторым входом первого сумматора.

Изобретение относится к металлургии, нефтепереработке и другим областям техники, в которых осуществляется управление непрерывными технологическими процессами с транспортным запаздыванием материальных потоков, которое может быть определено с точностью 30%, а материальные потоки подвержены аддитивному возмущению. Цель изобретения - упрощение системы при сохранении неизменным качества регулирования. Поставленная цель достигается за счет того, что сигнал задания сравнивается с сигналом главной обратной связи. Полученная разность преобразуется в регуляторе, в качестве которого может быть использован любой известный регулятор, например пропорционально-интегрально-дифференциальный. Выходной сигнал регулятора воздействует на объект регулирования, затем этот сигнал задерживается на время, равное времени запаздывания объекта регулирования, и, кроме того, этот сигнал дифференцируется. Полученные сигналы алгебраически суммируются и интегрируются в интеграторе, охваченном местной жесткой обратной связью. Проинтегрированный сигнал усиливается и суммируется с регулируемой координатой, а полученный сигнал является сигналом главной обратной связи. 1 ил.