Устройство для контроля системы управления Советский патент 1981 года по МПК F04B49/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для функционального контрюля технических объектов.

Известно устройство для контроля cHCTeNEd управления, позволякицее осуществлять контроль по заданной программе 1 .

Недостатком данного устройства является функциональная ограниченность, обусловленная невозможностью предсказания поведения контролируемой системы на заданный интервал времени.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для функционзьльного контроля снстемы управления, содержгидее эталонную модель, блок сравнения, ограничитель, интегратор, логический пороговый блок (2.

Однако данное устройство позволяет определить состояние объекта контроля только в момент контроля и не предсказывает его поведение на заданный интервал времени, что понижает достоверность контроля и эффективность применения устройства.

Цель изобретения - повьвиение точности устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля, системы управления, содержащее эталонную модель, вход которой соединен с первым входом контролируемой системы управления и со входом устройства, а выход с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу контролируемой системы управления, а выход - через последовательно соединенные ограничитель и интегратор

10 соединен с третьим входом блока сравнения, логический пороговый блок и блок регистрации, введены два сумматора, накопитель, элемент задержки, два усилителя, два задатчика

15 коэффициентов усиления, генератор импульсов , инвертор и импульсный преобразователь, вход и первый, выход которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и к пер20вому входу первого сумматора, а второй выход - к первому входу генератора импульсов, второй вход которого подключен ко второмувходу контролируемой системы управления, а

25 выход - через первый задатчик коэффициента усиления - к первому входу первого усилителя, выход которого связан с первыми входами второго сумматора и логического порогового

30 блока, соединенного выходами со входами блока регистрации, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго усилителя, первый вход которого связан с выходом первого сумматора, выход второго сумматора подключен ко второму входу логического порогового блока и первому входу накопителя, второй вход которого подключен к выходу импульсного преобразователя через последовательно соединенные второй задатчик коэффициента усиления и элемент задержки, а выход накопителя соединен через и вертор со вторялм входом первого сум матора и вторым входом первого усилителя, а второй выход второго задатчика коэффициента усиления соеди нен со вторым входом второго усилителя. На чертеже представлена блок-схе ма устройства. Устройство содержит контролируемую систему 1 управления, эталонную модель 2, блок 3 сравнения, ограничитель 4, интегратор 5, импульсный преобразователь б, первый 7 и второ 8 сумматоры, первый 9 и второй 10 усилители, накопитель 11, инвертор первый 13 и второй 14 задатчики коэффициентов усиления, элементы 15 задержки, генератор 16 импульсов, логический пороговый блок 17 и блок 18 регистрации. Устройство работает следующим об разом. I . Параллельно системе 1 устанавливается модель 2, математическое опи сание которой соответствует математическому описанию системы управления. Входной сигнал V является общи для системы 1 и модели 2. Этот сигнал берется непосредственно из конт ра системы управления,составной частью которой является контролируемы .объект .Выходные сигналы X системы. 1 и Х модели 2 сравниваются в блоке Полученный сигнал рассогласования (Х-Х|) попадает через ограничитель 4 на интегратор 5. Проинтегрированный выходной сигнал Х подают как сигнал отрицательной обратной связи в блок 3, образуя тем самым замкнутый контур компенсации рассогласова ния выходных сигналов объекта и модели (Х-Хц), вызываемого несовпадением параметров модели 2 и системы Преобразованный таким образом сигна рассогласования ii X-X|; -X| являюиц йся относительным значением случа ного вектора состояния W(t) , служи входным сигналом преобразователя 6. По этому сигналу устройство, включающее узлы 6-16, реализует получение значений текущей (К+1/К+1) и предсказанной (K+t/K) оценок. В связи с этим рассмотрим два ре жима работы устройства. 1. Режим определения текущей оце ки (К-И/К-И) . Работа начинается с нулевого значения оценки (0/0)0 (в накопителе 11 нулевое значение оценки). В момент по приходу на вход преобразователя 6 случайного значения сигнала Д,, (t) , в данном случае при Ь (t) длительностью, обеспечивающей нормальное срабатывание элементов схемы устройства, и амплитудой, соответствующей значению ),(t)B момент . Сигнал Лг (К+ +1) с одного из выходов преобразователя 6 поступает на входы задатчика 14 и генератора 16, ас другого выхода - на первый вход сумматора 7. Зсщатчик 14 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 10 ), при , К(1) и управление сбросом накопителя 11 старой оценки через элемент 15, имеющий задержку на один шаг (такт счета). Зсщатчик 13 с помощью генератора 16 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 9 Фх (К+1,К), при ,Ф(1,0). В этот момент времени при .на входе сумматора й(0/0)0, С выхода сумматора 7 сигнал Д, (1) , усиленный усилителем 10 в Kj(l) раз, пройдя через сумматор 8, поступает в накопитель 11 и блок 17, т.е. полученное значение оценки (1/1) передается в блок 17 и задерживается в накопителе 11, обеспечивающем выдачу (К/К) на вход усилителя 9 и через инвертор 12 на вход сумматора 7. В момент поступившее с выхода преобразователя 6 на вход сумматора 7 значение сигнала &х(К+1), при , А(2) суммируется с 4(1/1), имеющимся на другом входе последнего. Полученная с выхода сумматора 7 невязкаi(.l((,(k/к) в данном случае, при К } Д(2/1)д(2)-Фл(2,)(/0 усиленная усилителем 10 в К(2) раз, подается на вход сумматора 8, на другой вход которого поступает из накопителя 11 предыдущее значение оценки A)v (1/1) , усиленное усилителем 9 вФ(К+1,1), при в Фя (2,1) раз. Полученное в результате суммирования указанных величин на выходе сумматора 8 текущее значение оценки состоянияг , u(k-H / )-Ф,ц(( ,к)Л(к/к)ч -к()л(),)й(/) в данном случае, при К 1 д ЧС2/2)(2И)н(1/1)+Ч(2)М2)Л(2. передается в блок 17 и задерживается в накопителе 11. В дальнейшем, при ,3,..., цикл повторяется. 2. Режим предсказания оценки на заданный интервал времени 1(К+г/К) В этом режиме в соответствии с установкой заданного интервала пре сказания ( Установка )B генераторе 16, последний с помощью з датчика 13 обеспечивает установку коэффициента усиления усилителя 9 на величину (K+, К) , что позволя усиливать Q) (К/К) в указанное числ (раз, обеспечивая тем самым выдачу через сумматор 8 на вход блока 17 предсказанного значения оценки на шагов вперед , ((-,(, т.е. на заданный интервал времени. В остальном работа устройства анало .гична работе в первом режиме. Вычисленные значения оценок срав ниваются блоком 17 с соответствующими значениями ор , и по величине отклонения &. Vpop блок 18 регистрирх ет один из сигналов;Годен до т.е. на заданный интервал времени объект контроля Годен годен . Предлагаемое изобретение позволяет оценивать поведение контролируемых систем на заданный интервал времени, расширяя, тем саккам, облас применения устройства. Экономический эффект от внедрения данного устройства оценивается величиной предотвращенного ущерба вследствие оши ..ки в оценке состояния систеьФл управ ления при отсутствии информации о ее поведении на зещанном интервале времени. Формула изобретения Устройство для контроля системы управления, содержащее эталонную модель, вход которой соединен с пер вым входом контролируемой системы управления и со входом устройства, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого под ключен к выходу контролируемой сиНестекы управления, а выход - через последовательно соединенные ограничитель и интегратор соединен с третьим входом блока срайнения, логический пороговый блок и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены два сумматора, накопитель, элемент задержки, два усилителя, два задатчика коэффициентов усиления, генератор импульсов , инвертор и импульсный преобразователь, вход и первый выход которого подключены соответственно, к выходу .блока сравнения и к первому входу первого сумматора, а второй выход - к первому входу генератора импульсов, второй вход которого подключен ко второму входу контролируемой системы управления, а выход - через первый задатчик коэффициента усиления - к первому входу первого усилителя, выход которого связанс первыми входами второго сумматора и логического порогового блока, соединенного выходами со входами блока регистрации, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго усилителя, первый вход которого связан с выходом «первого сумматора, выход второго сумматора подключен ко второму входу логического порогового блока и первому входу накопителя, второй вход которого подключен к выходу импульсного преобразователя через последовательно соединенные второй задатчик коэффициента усиления и элемент задержки, а выход накопителя соединен ерез инвертор со вторым входом первого сумматора и вторым входом первого усилителя, а второй выход второго задатчика коэффициента усиления соединен со вторым входом второго усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 413462, кл. G 05 В 23/02, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 439790, кл. G 05 В 23/02 1974 (прототип).

U

Т

Уст. i зад.