Устройство для автоматического управления объектами с транспортным запаздыванием Советский патент 1978 года по МПК G05B11/01 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ABTOMATPi4ECKOrO УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ С ТРАНСПОРТНШ ЗАПАЗДЫВАНИЕМ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для автоматического управления объектами с транспортным запаздыванием.

Известны устройства, содержащие блоки сравнения, интегрирования, дифференцировачия, суммирования и логический, которые формируют регулирующее воздействие путем периодического введения в него составляющей, пропорциональной сигналу рассогласования, с последую цим ее запоминанием и составляющей, пропорциональной первой производной от сигнала рассогласования t i 3,2.

Однако для таких устройств характерно низкое качество управления особенно объектами с транспортным запаздыванием.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического управления, содержащее блок сравнения, выход которого через, последовательно соединенные первый блок дифференцирования первый блок выделения модуля, первый пороговый элемент, а также через последовательно соединенные яторой блок выделения модуля, второй пороговый

элемент непосредственно подключен соответственно к управляющему входу первого ключа, к первым входам второго ключа и переключателя и к первому входу пепвого блока суммирования, а выход блока интегрирования соединен с первыг.1 входом второго блока суммирования 3 .

Однако это устройство имеет низкое быстродействие и невысокую точность при управлении объектами с транспортным запаздыванием, обусловленные тем, что длительность введения в управляю,щее воздействие составляющих, пропор- циональных сигналу рассогласования и скорости его изменения, а также величина этих составляющихдалеки от оптимальных.

Цель изобретения - повьхаение быстродействия и точности устройства достигается тем, что в устройство, содержащее блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, первый блок выделения модуля, первый пороговый элемент, а также через последовательно соединенные второй блок выделения модуля, второй пороговый элемент непосредственно подключен соответственно к управляшцему входу первого ключа, к первым входам второ го ключа и переключателя и к первому входу первого блока суммирования, а а выход блока интегрирования соединен с первым входом второго блока суммирования, введены два блЬка дифференцирования и последовательно соединенные делитель напряжения и инвертор, выход которого подключен ко второму входу второго блока суммирования, к третьему входу которого подсоединены выход второго ключа и вход делителя напряжения, выход которо,го сое динеи со вторым входом переключателя которого подключен ко входу второго блока, дифференцирования, выход которого соединен с третьим входом переключателя и первым входом блока интегрирования, второй вход ко торого соединен через первый ключ с шоходом блока сравнения, второй вход второго клкуча через первый блок суммирования соединен с выходом первого блока дифференцирования, а выход вто рого блока выделения модуля через третий блок дифференцирования соединен со вторым входом второго порогового элемента. На чертеже представлена структурная схема устройства. Предложенное устройство содержит блок 1 сравнения, выход которого под ключен через последовательно соединенные первый блок 2 дифференцирования, первый блок 3 выделения модуля и первый пороговый элемент 4 к управ ляющему входу первого ключа 5, а через последовательно соединенные втогрой блок 6 вьвделения модуля и второй пороговый элемент 7 - к первым входам второго ключа 8 и переключателя 9. Кроме того выход блока сравнения непосредственно соединен с первым входом первого блока 10 суммирования второй вход которого подключен к выходу первого блока 2 дифференцирования, а выход - ко второму входу второго ключа 8. Выход блока 11 интегри рования подсоединен к первому входу второго блока 12 суммирования, второ и третий входы которого подключены к выходу второго ключа 8 со.ответстве но через последовательно соединенные делитель 13 напряжения, инвертор 14 непосредственно. Первый вход блока 11 интегрирован связан с выходом второго блока 15 ди ференцирования, а второй вход через первый ключ 5 подсоединен к выходу блока 1 сравнения. Выход делителя 13 напряжения подключен ко второму входу переключателя 9, третий вход и вы ход которого соединены соответственно с выходом и входом второго блока дифференцирования. Выход второго лока 6 выделения модуля через третий лок 16 дифференцирования связан со торым входом второго порогового лемента 7. Устройство работает следующим обазом. На вход блока 1 сравнения постусШт сигнал задания Х и текущее знаение регулируемого параметра X ц на его выходе формируется сигнал ассогласования С.. На блоке 10 происходит суммироание сигнала рассогласования и его ервой производной, сформированной а блоке 2 дифференцирования. Блоки 6, 16, 7 формируют первую, блоки 3, 4 - вторую функции перелючения, соответственно равные r( fr-le|),U, Sgn(rgl||l-S), где - сигнал рассогласования; - постоянная времени, определяющая наклон линии переключения; Tfg - постоянная времени диф ференцирования; & - положительная величина, близкая к нулю, от которых зависит положение ключей 5, 8 и переключателя 9. Если первая функция переключения положительна, то ключ 8 загаснут, а на блок 15 дифференцирования поступает сигнал с делителя 13 напряжения, если ртрицательна - то ключ 8 разомкнутг, а переключатель 9 закорачивает блок 15. При этом сигналы на втором и третьем входах блока 12 суммировани я, а также на выходе блока 15 равны. нулю, что приводит к частичному уменьшёйию управляющего воздействия и запоминанию его оставшейся ч.асти. Сиг:нал рассогласования поступает на вход блока 11 интегри1ровайия только тогда, когда вторай-:Ф5гнкдая переключения отрицательна; Выходной сигнал блока 12 суммирования (управляющее воздействие) изменяется по закону ,(). -..,e.. оMO где Я„ - коэффициент пропорциональности;- постоянная времени интегрирования; - коэффициент памяти;