СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Советский патент 1970 года по МПК G05B17/02 G05B11/36 

Известен способ компенсации запаздывания в системах автоматического регулирирования с помощью упреждающего сигнала отрицательной обратной связи на входе системы.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы автоматического регулирования (САР) объекта с запаздыванием и с компенсацией запаздывания по известному способу. Она содерлсит передаточную функцию регулятора Wp, передаточную функцию объекта регулирования с запаздыванием to, передаточную функцию WM модели объекта (необходимо: WM Wo), запаздывание т упредителя, моделирующее запаздывание объекта, входной и выходной сигналы ХоХ замкнутой САР, сигнал У на входе звена с запаздыванием, корректирующий сигнал Уо упредителя

У(р) У1(р)(1-г )

При этом передаточная функция замкнутой системы имеет вид:

-рт„

Wp W, . е

W,(p)

Wp-W(e -e )

Если to « т„, то характеристическое уравнение САР не содержит члена . Следовательно, влияние запаздывания на устойчивость системы скомпенсировано. Однако этот способ компенсации запаздывания имеет недостатки;

а)требуется выполнение дополнительного звена чистого запаздывания, что само по себе представляет определенные технические трудности и стоимость его, например, для систем электроавтоматики, оказывается соизмеримой со стоимостью самой САР;

б)как правило, запаздывание в объектах регулирования является переменной величиной (сложной функцией режима работы САР), что по условиям сохранения заданных динамических свойств и запасов устойчивости требует соответствующей подстройки блока запаздывания упредителя, а это дополнительно резко усложняет и удорожает последний.

Предложенный способ компенсации запаздывания отличается от известного тем, что сигналы, снятые до и после звена с запаздыванием, пропускают через модели звеньев системы без запаздывания, расположенных между точкой съема каждого сигнала и выходом системы, и, сравнивая их, формируют упреждающий сигнал.

Применение этого способа упрощает систему, так как не требуется дополнительного звена чистого запаздывания, а используется запаздывание самой системы. При этом обеспечивается инвариантность системы к изменениям величины запаздывания.

екта с запаздыванием и компенсацией запаздывания по предложенному способу, содержащая звенья с передаточной функцией Wi, расположенные между входом и звеном с запаздыванием; звено с передаточной функцией

, содержащее запаздывание; звенья с передаточной функцией Wg, расположенные между выходом и звеном с запаздыванием; модель звена без запаздывания передаточной функцией WMJ идентичной Wo; модель звеньев с передаточной функцией идентичной Ws, с сигналом УЗ на выходе; устройство сравнения, содержащееся в упредителе, с сигналом УЗ на выходе.

Найдем выражение для упреждающего сигнала У2(р):

У,(р) У(р) W.-W,„ - УЗ(р) Г„,.

УЗ(Р) y,(p).W.2-e-- . Тогда У,(р) y,(p)-W,.W,

У(Р) .W.r«3.e-P

Здесь при выполнении лишь одного условия равенства передаточных функций м 2, м 3 синтезируется упредитель с требуемым выходным сигналом:

Уо(р) У,(р) .W.,-W,(-e- ).

Предмет изобретения

Способ компенсации запаздывания в системах автоматического регулирования с помощью упрел дающего сигнала отрицательной обратной связи на входе системы, отличающийся тем, что, с целью упрощения системы

и обеспечения ее инвариантности к изменениям величины запаздывания, сигналы, снятые до и после звена с запаздыванием, пропускают через модели звеньев системы без запаздывания, расположенных между точкой съема

каждого сигнала и выходом системы, и, сравнивая их, формируют упрел дающий сигнал.

еле