МНОГОКАНАЛЬНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится к технике управления технологическими объектами, о-бладающими болышой инерциоеностью и траиспортиым запаздыванием, в частности, предназначено для автоматической оптимизации по нескольКим параметрам тепловых режимов нагревательных печей, энергетических котлов, режимов .работы химических установок и т. п.

Известно многоканальное автоматическое устройство, содержащее входной фильтр, вход которого соединен с выходом объекта оптимизации, а выход через соответствующие последовательно соединенные релаксационный генератор и триггер с входами интеграторов соответствующего канала репулирования. Однако известное устройство имеет малое быстродействие.

Цель изо1бретения - увеличение быстродействия.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит импульсный исполнительный блок в (Каждом канале регулирования, оервый и второй входы которого соединены соответственно с выходо/м и входом интегратора iOBoero канала регулирования, третий вход - с выходом входного фильтра, а выход - с объектом оптимизации.

БлоК-схема предлагаемого многоканального автоматического устройства приведена на фиг. 1, а графики изменения напряжений - на фиг. 2.

Многоканальное автоматическое устрой|СТво / включает в себя входной фильтр 2, релаксационные генераторы 3i-Зп, триггеры 4i-4п, интеграторы 5i-5п, управляемые импульсные выходные исполнительные блоки

6,.

Вход фильтра 2 соединен с выходом объекта 7 оптимизации, выход фильтра соединен с входами всех релаксационных генераторов

BI-Зп и одновременно с корректирующими входами 8i-8п всех им1пульсных выходных исполнительных блоков i-5„. Выход каждого релаксационного генератора соединен со счетным входом одного триггера своего канала, а выходы триггеров связаны одновременно с входами соответствующих интеграторов i-5п и с синхронизирующими входами 9i- 9п блоков 6i-6п- Выходы интеграторов соединены с управляющими входами lOi-Юп

соответствующих исполнительных блоков, а выходы последних - с соответствующими входами объекта 7 управления.

Работает устройство следующим образом (для примера описано действие первого канала).

Пусть требуется найти минимум выходной величины инерционного объекта оптимизации, .зависящей, вообще говоря, от нескольких переменных, и при подаче импульса от

импульсного выходного исполнительного блока на один из входов объекта выходная его величина Q, например, увеличивается (фиг. 2, а). Тогда на вход Соответствующего релаксационного генератора 3i с выхода фильтра 2 поступает сигнал (фиг. 2,6). Период релаксации о пределяется «з соотношенияV .±U)dt, о где V, I, f/o - постоянные величины. Характер изменения сигнала Up на выходе релаксационного генератора 5 показан на фиг. 2, е. Пусть триггер 4i находится в состоянии +t/T (фиг. 2,г). Длительность вмгоульса выходного исполнительного блока 6i, (фиг. 2,е) пропорциональна сигналу, поступающему «а его управляю,щий вход с выхода интегратора 5i. Если е момент времени TI произошло отключение выходного исполнительного блока 6i (фиг. 2,е), то, начиная с этого момента, в убывает, а сигнал на выходе фильтра меняет знак. В момент времени ti Uf достигает порога V и триггер 4i переключается (фиг. 2, в, г). Так как теперь на вход релаксационного генератора поступает сигнал - t/ф, то согласно выражению (1) tpi . В MOiMOHT времени tz вновь переключается триггер 4i и одновременно синхронно с ним Еключается выходной исполнительный блок 6i. Это обеспечивается подачей синхронизирующего сигнала с выхода триггера 4i на синхронизирующий вход выходного наполнительного блока 6i. Так как , то за два периода релаксации выходной сигнал интегратора 5i уменьшается на , следовательно, следующий интервал равен в Т2-4 0i ti-to. Начиная с момента Бременн 2, повторяется описанная выше процедура. В момент времени 4 сигнал Ui уменьшается еще на , это вызывает сокращение длительности следующего импульса выходного исполнительного устройства и т. д. По достижении минимального значения Q обращается в нуль, интеграл j Uфdt и все последующие периоды релаксации равны. Среднее значение Ui достигает установивщегося значения, устанавливается и некоторая 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 длительность импульсов, соот1ветст1вующая минимуму выходной величины Q объекта управления. Подобным образом дейст1вуют и остальные каналы предлагаемого автоматического устройства оптимизации. Для исключения взаимного ВЛИЯНИЯ каналов, частоты релаксационных генераторов должны быть различными. Все каналы устройства оптимизации действуют одновременно. Из-за различия частот релаксационных генераторов 3i-Зп совпадения во времени импульсов сраз1у иеокольких выходных блоков 6i-6п редки. В среднем за некоторое время можно считать, что каждый канал устройства действует независимо от остальных параллельно работающих каналов. Для улучшения динамики переходного процесса в системе, состоящей из устройст1ва оптипизации и объекта оптимизации, в каждом канале применены форсирующие связи с выхода фильтра 2 на корректирующие входы 8i-8п имПульсных выходных исполнительных блоков 1-6пПодача на вход инерционного объекта оптимизации импульсов, по величине равных полному диапазону изменения его входных параметров, позволяет получить максимально возможную скорость изменения выходной ееличины объекта, т. е. максимальную реакцию на пробные воздействия. Это увеличивает быстродействие системы оптимизации. Предмет изобретения Многоканальное автоматическое устройство для оптимизации объектов с большой инерционностью, содержащее входной фильтр, вход которого соединен с выходом объекта оптимизации, а выход через последовательно соединенные релаксационный генератор и триггер с входами интеграторов соответствующего канала регулирования, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит в каждом канале регулирования имоульсный исполнительный блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом и входом интегратора данного канала регулирования, третий вход - с выходом входного фильтра, а выход - с объектом оптимизации.