RU2022313C1 - Combined adjustment self-adjusted system - Google Patents

Abstract

FIELD: automatic control systems. SUBSTANCE: systems is used for regulation of non-stationary objects; output characteristics of the system are measured seldom. The object operates under conditions of high level of controlled and non-controlled effects. System has regulator, adders, mismatch meter, self-adjustment unit, correcting filter, multiplication units, controlled switches, memory unit. Open control circuit of the system is intended for compensation of controlled disturbances. Closed control circuit of the system forms control on the base of resulting deviation of output of the object against set point. Self-adjustment unit of the system is used for operation under condition of output characteristics of objects which are measured seldom. Self-adjustment unit improves quality of operation of both circuits of the system due to stabilization of transmission coefficients of the circuits. Correction circuits of control signal provide shock-free mode of adaptation of the system. EFFECT: improved efficiency of operation. 6 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано для управления объектами в химической и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of automatic control and can be used to control objects in the chemical and other industries.

Известен ряд самонастраивающихся систем, решающих задачи высококачественного регулирования нестационарных объектов, функционирующих в условиях высокого уровня контролируемых и неконтролируемых шумов, например самонастраивающаяся система комбинированного регулирования [1], содержащая датчики основного внешнего возмущения, входной и выходной координаты объекта управления, корректирующий фильтр, объект управления, измеритель рассогласования, блок самонастройки, регулятор, сумматор и исполнительное устройство. В системе организовано целенаправленное взаимодействие разомкнутого и замкнутого контуров управления посредством меры качества работы системы и анализа состояния квазистатики объекта в целях стабилизации коэффициента передачи разомкнутого контура для наиболее эффективной компенсации поступающих в объект контролируемых возмущений. Данная система является достаточно простой, надежной, имеет широкую область применения и может быть реализована без применения ЭВМ. Однако в условиях высокого уровня параметрических возмущений она обладает недостаточной точностью, так как в ней отсутствуют цепи стабилизации коэффициента передачи разомкнутой системы. A number of self-adjusting systems are known that solve the problems of high-quality regulation of non-stationary objects operating in conditions of a high level of controlled and uncontrolled noise, for example, a self-adjusting combined control system [1], containing sensors of the main external disturbance, input and output coordinates of the control object, a correction filter, control object, mismatch meter, self-tuning unit, regulator, adder and actuator. The system organized the targeted interaction of open and closed control loops by measuring the quality of the system and analyzing the state of the object's quasistatics in order to stabilize the open loop transmission coefficient for the most efficient compensation of controlled disturbances coming into the object. This system is quite simple, reliable, has a wide scope and can be implemented without the use of computers. However, under conditions of a high level of parametric disturbances, it has insufficient accuracy, since there are no stabilization circuits for the transfer coefficient of an open system in it.

Указанный недостаток отсутствует в самонастраивающейся системе комбинированного регулирования [2], включающей последовательно соединенные измеритель рассогласования, регулятор, первый блок умножения, первый сумматор и объект управления, последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый логические блоки, последовательно соединенные второй сумматор, блок деления, управляемый ключ, блок памяти и первый блок умножения, последовательно соединенные первый блок дефференцирования и второй блок выделения модуля, последовательно соединенные второй блок дифференцирования и третий блок выделения модуля. Система включает также первый и четвертый блоки выделения модуля, третий блок умножения, датчик внешнего возмущения. Выход объекта подключен к второму инверсному входу измерителя рассогласования, выход которого подключен к входу первого блока дифференцирования, к входу первого блока выделения модуля, выход которого соединен с вторым входом второго логического блока. Выход первого блока дифференцирования подключен к входу второго блока дифференцирования. Выход второго блока выделения модуля соединен с вторым входом третьего логического блока. Выход третьего блока выделения модуля подключен к второму входу четвертого логического блока, выход которого соединен с вторыми входами управляемого ключа и регулятора, второй выход которого подключен через третий блок умножения к второму инверсному входу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора. Выход первого блока умножения соединен с вторым входом первого сумматора. Выход блока памяти подключен к вторым входам второго и третьего блоков умножения. Выход первого блока умножения через четвертый блок выделения модуля соединен с вторым входом первого логического блока. Основное внешнее контролируемое воздействие поступает на второй вход объекта и вход датчика, выход которого соединен с вторыми входами блока деления и первого блока умножения. На первый вход первого логического блока поступает управляющий сигнал, на первый вход измерителя рассогласования - сигнал задания, на третьи входы первого, второго, третьего и четвертого логических блоков подаются задающие воздействия. Неконтролируемое воздействие поступает на третий вход объекта. This drawback is absent in a self-adjusting system of combined regulation [2], which includes a series-connected mismatch meter, a regulator, a first multiplication unit, a first adder and a control object, series-connected first, second, third and fourth logical blocks, a series-connected second adder, a division unit, a controlled key, a memory unit and a first multiplication unit, connected in series with the first differentiation unit and the second module allocation unit, sequentially о connected by a second differentiation unit and a third module allocation unit. The system also includes the first and fourth blocks of the module selection, the third multiplication block, and an external disturbance sensor. The output of the object is connected to the second inverse input of the mismatch meter, the output of which is connected to the input of the first differentiation unit, to the input of the first module allocation unit, the output of which is connected to the second input of the second logical unit. The output of the first differentiation unit is connected to the input of the second differentiation unit. The output of the second module allocation unit is connected to the second input of the third logical unit. The output of the third module allocation unit is connected to the second input of the fourth logical unit, the output of which is connected to the second inputs of the controlled key and controller, the second output of which is connected through the third multiplication unit to the second inverse input of the second adder, the first input of which is connected to the output of the first adder. The output of the first multiplication block is connected to the second input of the first adder. The output of the memory block is connected to the second inputs of the second and third blocks of multiplication. The output of the first multiplication block through the fourth module allocation block is connected to the second input of the first logical block. The main external controlled action is supplied to the second input of the object and the input of the sensor, the output of which is connected to the second inputs of the division unit and the first multiplication unit. A control signal is supplied to the first input of the first logical block, a reference signal is supplied to the first input of the mismatch meter, and the third inputs of the first, second, third, and fourth logical blocks are supplied with setting actions. Uncontrolled exposure enters the third input of the object.

Рассматриваемая система автоматического регулирования (САР) содержит разомкнутый и замкнутый контуры управления, а также цепи самонастройки коэффициентов передачи разомкнутого контура и разомкнутой системы. Эта система является простой и надежной. Она обеспечивает высокое качество стабилизации выходного параметра в условиях нестационарности объекта управления, высокого уровня контролируемых и неконтролируемых шумов. Это достигается стабилизацией коэффициентов передачи разомкнутого контура и разомкнутой системы. The considered automatic control system (ATS) contains open and closed control loops, as well as self-tuning circuits for the transfer coefficients of the open loop and open system. This system is simple and reliable. It provides high quality stabilization of the output parameter in conditions of non-stationary control object, a high level of controlled and uncontrolled noise. This is achieved by stabilizing the transmission coefficients of the open loop and open system.

Однако известная система не может обеспечить необходимого качества регулирования объектов с редкоизмеряемым выходом. Существует класс технологических процессов, имеющих на входе два входных воздействия в виде дозировок сырья и реагента, причем содержание в сырье и реагенте компонентов, влияющих на величину выходного параметра, является переменным. При этом контроль выходного параметра является дискретным в силу либо сложности непрерывного определения этого параметра, отсутствия автоматических датчиков непрерывного действия и применения дискретных датчиков, либо в силу применения для этой цели периодически выполняемых лабораторных анализов. Рассматриваем такой класс объектов, контроль выходного параметра которых осуществляется с дискретностью, равной или превосходящей время переходного процесса, что чаще всего и бывает на практике в случае дискретных (особенно не автоматических) измерений. However, the known system cannot provide the necessary quality of regulation of objects with rarely measured output. There is a class of technological processes that have two input influences at the input in the form of dosages of raw materials and reagent, and the content in the raw materials and reagent of components that affect the value of the output parameter is variable. Moreover, the control of the output parameter is discrete due to either the difficulty of continuously determining this parameter, the lack of automatic sensors of continuous operation and the use of discrete sensors, or because of the use of periodically performed laboratory analyzes for this purpose. We consider such a class of objects, the output parameter of which is controlled with a discreteness equal to or greater than the transient process time, which most often happens in practice in the case of discrete (especially non-automatic) measurements.

Самонастройка САР нестационарного объекта, принадлежащего к указанному классу, не может быть с необходимым качеством выполнена при использовании блока самонастройки, примененного в системе [2]. Это имеет место в связи с тем, что указанная специфика рассматриваемого класса объектов вызывает потребность в целях обеспечения работоспособности блока самонастройки смены критерия адаптации системы. Self-tuning of the ATS of a non-stationary object belonging to the specified class cannot be performed with the necessary quality when using the self-tuning block used in the system [2]. This is due to the fact that the specified specificity of the class of objects under consideration causes a need to ensure the operability of the self-tuning unit for changing the criterion for adapting the system.

Отсутствие информации о поведении выходного параметра в интервале дискретности его измерения и, следовательно, отсутствие возможности оперативного воздействия на его текущие значения на этом интервале посредством обратной связи в условиях нестационарности объекта, высокого уровня контролируемых и неконтролируемых шумов может привести к значительным ошибкам регулирования. Поэтому выходной сигнал регулятора как информационная основа критерия самонастройки становится недостаточно надежной. Таким образом, блок самонастройки САР по [2] решить задачу самонастройки с необходимым качеством при управлении ТП указанного класса не может. The lack of information about the behavior of the output parameter in the interval of discreteness of its measurement and, consequently, the lack of the possibility of operational impact on its current values in this interval through feedback under conditions of non-stationary object, a high level of controlled and uncontrolled noise can lead to significant control errors. Therefore, the output signal of the regulator as the information basis of the criterion for self-tuning becomes insufficiently reliable. Thus, the ATS self-tuning unit according to [2] cannot solve the self-tuning task with the necessary quality when controlling the TP of the specified class.

Цель изобретения - повышение точности регулирования нестационарных объектов, функционирующих в условиях высокого уровня контролируемых и неконтролируемых шумов при редкоизмеряемом выходе объекта. The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation of non-stationary objects operating in conditions of a high level of controlled and uncontrolled noise with rarely measured output of the object.

Цель достигается тем, что в систему введены второй, третий и четвертый управляемые ключи и второй блок памяти, вход которого подключен к выходу второго управляемого ключа, а выход - к информационному входу третьего управляемого ключа, выход которого подключен к вычитающему входу второго сумматора, а управляющий вход - к управляющим входам второго и четвертого управляемых ключей и к выходу блока самонастройки, второй вход которого подключен к управляющему выходу объекта управления, третий вход которого подключен к выходу второго сумматора, суммирующий вход которого подключен к третьему входу корректирующего фильтра. Второй вход первого сумматора подключен к выходу четвертого управляемого ключа, информационный вход которого подключен к выходу второго блока умножения. Причем в блок самонастройки введены последовательно соединенные пятый блок формирования управляющего сигнала и третий сумматор, последовательно соединенные шестой блок формирования управляющего сигнала и четвертый сумматор, последовательно соединенные седьмой блок формирования управляющего сигнала и восьмой блок формирования управляющего сигнала. Введен также блок задержки, вход которого является первым входом блока самонастройки и подключен к входу блока выделения модуля и к вторым входам пятого и седьмого блоков формирования управляющего сигнала, второго, шестого и восьмого блоков формирования управляющего сигнала, а выход - к первым входам первого блока формирования управляющего сигнала и четвертого блока формирования управляющего сигнала, вторые входы которых соединены и являются вторым входом блока самонастройки, а выходы подключены соответственно к первым входам пятого и второго блоков формирования управляющего сигнала, седьмого и шестого блоков формирования управляющего сигнала. Выход восьмого блока формирования управляющего сигнала подключен к второму входу четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, третий вход которого подключен к выходу третьего блока формирования управляющего сигнала, а выход является выходом блока самонастройки. К задающим входам пятого и седьмого блоков формирования управляющего сигнала, шестого и восьмого блоков формирования управляющего сигнала подключены сигналы задания. В корректирующий фильтр введен второй блок памяти, выход которого подключен к второму входу блока деления, а вход является третьим входом корректирующего фильтра. The goal is achieved by the fact that the second, third and fourth managed keys and the second memory block are introduced into the system, the input of which is connected to the output of the second managed key, and the output is to the information input of the third managed key, the output of which is connected to the subtracting input of the second adder, and the control the input is to the control inputs of the second and fourth controlled keys and to the output of the self-tuning unit, the second input of which is connected to the control output of the control object, the third input of which is connected to the output of the second adder , Summing input of which is connected to the third input of the correcting filter. The second input of the first adder is connected to the output of the fourth managed key, the information input of which is connected to the output of the second multiplication block. Moreover, the fifth control signal generating unit and the third adder, the sixth control signal generating unit and the fourth adder, the seventh control signal generating unit and the eighth control signal generating unit are connected in series to the self-adjusting unit. A delay block has also been introduced, the input of which is the first input of the self-tuning block and is connected to the input of the module selection block and to the second inputs of the fifth and seventh control signal generating blocks, the second, sixth and eighth control signal generating blocks, and the output to the first inputs of the first forming block control signal and the fourth control signal generating unit, the second inputs of which are connected and are the second input of the self-tuning unit, and the outputs are connected respectively to the first inputs of the fifth a second block generating a control signal, said seventh and sixth units generating the control signal. The output of the eighth control signal generating unit is connected to the second input of the fourth adder, the output of which is connected to the second input of the third adder, the third input of which is connected to the output of the third control signal generating unit, and the output is the output of the self-tuning unit. To the input inputs of the fifth and seventh blocks of the formation of the control signal, the sixth and eighth blocks of the formation of the control signal are connected reference signals. A second memory block is introduced into the correction filter, the output of which is connected to the second input of the division block, and the input is the third input of the correction filter.

Указанная новая совокупность блоков и система связей позволяют обеспечить работоспособность блока самонастройки в условиях редкоизмеряемого выхода объекта, т.е. расширить область применения самонастраивающейся системы комбинированного регулирования и, обеспечив адаптацию САР в новых условиях, повысить точность системы регулирования. The aforementioned new set of blocks and the communication system make it possible to ensure the operability of the self-tuning block in conditions of a rarely measured output of the object, i.e. expand the scope of the self-adjusting system of combined regulation and, ensuring the adaptation of the ATS in the new conditions, increase the accuracy of the regulation system.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой самонастраивающейся системы комбинированного регулирования; на фиг.2 - структурная схема этой системы; на фиг.3 - схема блока формирования управляющего сигнала; на фиг.4 - принципиальная схема пневматического ПИ-регулятора; на фиг.5 - форма изменения дискретно измеряемого выходного параметра (первый выход объекта) и вид управляющего сигнала (второй выход объекта управления); на фиг.6 - блок-схема формирования информационного и управляющего выходных сигналов объекта управления. In FIG. 1 shows a diagram of a proposed self-adjusting system of combined regulation; figure 2 is a structural diagram of this system; figure 3 - block diagram of the formation of the control signal; figure 4 is a schematic diagram of a pneumatic PI controller; figure 5 - the form of change of a discretely measured output parameter (the first output of the object) and the type of control signal (second output of the control object); figure 6 is a block diagram of the formation of information and control output signals of the control object.

На фиг. 1 и 2 1 - измеритель рассогласования, 2 - регулятор, 3 - блок умножения, 4 - управляемый ключ, 5 и 6 - сумматоры, 7 - объект управления, 8 - корректирующий фильтр, 9 - блок умножения, 10 - управляемый ключ, 11 - блок памяти, 12 - управляемый ключ, 13 - датчик основного внешнего контролируемого возмущения, 14 - блок самонастройки, 15-22 - блоки формирования управляющего сигнала, 23 и 24 - сумматоры, 25 - блок задержки, 26 - блок выделения модуля, 27 - блок памяти, 28 - блок деления, 29 - управляемый ключ, 30 - блок памяти, 31 - блок умножения. In FIG. 1 and 2 1 - mismatch meter, 2 - regulator, 3 - multiplication block, 4 - controlled key, 5 and 6 - adders, 7 - control object, 8 - correction filter, 9 - multiplication block, 10 - controlled key, 11 - memory block, 12 - controlled key, 13 - sensor of the main external controlled disturbance, 14 - self-tuning block, 15-22 - control signal generating blocks, 23 and 24 - adders, 25 - delay block, 26 - module selection block, 27 - block memory, 28 is a division block, 29 is a managed key, 30 is a memory block, 31 is a multiplication block.

На фиг. 3 32- компаратор, 33 - управляемый ключ, 34 - компаратор, 35 - управляемый ключ, 36 - компаратор, 37 - управляемый ключ, 38 - компаратор, 39 - управляемый ключ, 40 - компаратор, 41 - управляемый ключ, 42 - компаратор, 43 - управляемый ключ, 44 - компаратор, 45 - управляемый ключ, 46 - компаратор, 47 - управляемый ключ. In FIG. 3 32 - comparator, 33 - managed key, 34 - comparator, 35 - managed key, 36 - comparator, 37 - managed key, 38 - comparator, 39 - managed key, 40 - comparator, 41 - managed key, 42 - comparator, 43 - managed key, 44 - comparator, 45 - managed key, 46 - comparator, 47 - managed key.

На фиг. 4 48 - элемент сравнения, 49 - дроссельный сумматор, 50 - элемент сравнения, 51 - усилитель мощности, 52 - элемент сравнения, 53 - запорный клапан, 54 - емкость, 55 - отключающее реле. In FIG. 4 48 - comparison element, 49 - throttle adder, 50 - comparison element, 51 - power amplifier, 52 - comparison element, 53 - shut-off valve, 54 - capacity, 55 - disconnecting relay.

На фиг. 6 56 - преобразователь, 57 - управляемый ключ, 58 - аналоговое запоминающее устройство, 59 - блок дифференцирования, 60 - пороговый элемент, 61 - блок задержки, 62 и 63 - управляемые ключи. In FIG. 6 56 - converter, 57 - controlled key, 58 - analog storage device, 59 - differentiation unit, 60 - threshold element, 61 - delay unit, 62 and 63 - controlled keys.

На фиг. 1-6 g(t) - задающее воздействие, ΔY(t) - отклонение выходного сигнала объекта от уставки, С - управляющий сигнал, С₁ и С₂ - сигналы задания блоков формирования управляющего сигнала, X₁(t) - основное внешнее контролируемое возмущение, U₁(t) - выходной сигнал разомкнутого контура , U₂(t) - выходной сигнал замкнутого контура, X₂(t) - суммарный управляющий сигнал разомкнутого и замкнутого контуров, X(t) - входной сигнал объекта управления, U_п(t)-П-составляющая выходного сигнала регулятора, U_к(t) - сигнал коррекции входа объекта, U(t) - выходной сигнал объекта управления, f(t) - неконтролируемое возмущение, К_ф(t) - выходной сигнал третьего блока 30 памяти; Δ Y(t- τ ) - выходной сигнал блока 25 задержки, ΔY₁(t) - выходной сигнал блока 26, Р_з - сигнал, пропорциональный текущему значению Y(t), Р_к - командный сигнал, DD - регулируемый дроссель, DU - регулируемый дроссель, Р_вых - выходной сигнал регулятора, Y_п - входной сигнал преобразователя.In FIG. 1-6 g (t) is the driving action, ΔY (t) is the deviation of the object output signal from the set point, C is the control signal, C ₁ and C ₂ are the reference signals of the control signal generating units, X ₁ (t) is the main external controlled disturbance, U ₁ (t) is the output signal of the open loop, U ₂ (t) is the output signal of the closed loop, X ₂ (t) is the total control signal of the open and closed loops, X (t) is the input signal of the control object, U _p (t) -P-component of the controller output signal, U _a (t) - a correction signal input object, U (t) - output signal councils object eniya, f (t) - uncontrollable perturbation, K _f (t) - the output of the third memory unit 30; Δ Y (t-τ) is the output signal of the delay unit 25, ΔY ₁ (t) is the output signal of the block 26, P _s is a signal proportional to the current value of Y (t), P _k is a command signal, DD is an adjustable choke, DU - adjustable throttle, P _o - the output signal of the controller, Y _p - the input signal of the Converter.

Система (фиг.2) состоит из разомкнутого контура управления по возмущению, замкнутого контура управления по отклонению, цепей самонастройки разомкнутого контура, цепей стабилизации коэффициента передачи разомкнутой системы, цепей коррекции управляющего сигнала. The system (figure 2) consists of an open control loop for disturbance, a closed control loop for deviation, open loop self-tuning circuits, stabilization circuits for the transfer coefficient of the open system, control signal correction circuits.

В системе последовательно соединены измеритель 1 рассогласования, регулятор 2, второй блок 3 умножения, четвертый управляемый ключ 4, первый сумматор 5, второй сумматор 6, объект 7 управления, последовательно соединены третий блок 9 умножения, второй управляемый ключ 10, третий блок 11 памяти, третий управляемый ключ 12, последовательно соединены первый блок 15 формирования управляющего сигнала, второй блок 17 формирования управляющего сигнала, третий блок 18 формирования управляющего сигнала, последовательно соединены четвертый блок 19 формирования управляющего сигнала, седьмой блок 21 формирования управляющего сигнала, восьмой блок 22 формирования управляющего сигнала, четвертый сумматор 23, третий сумматор 24, последовательно соединены второй блок 27 памяти, блок 28 деления, четвертый управляемый ключ 29, первый блок 30 памяти, третий блок 31 умножения. In the system, a mismatch meter 1, a regulator 2, a second multiplication unit 3, a fourth controlled key 4, a first adder 5, a second adder 6, a control object 7 are connected in series, a third multiplication unit 9, a second controlled key 10, a third memory unit 11 are connected in series, the third controlled key 12, the first control signal generating unit 15 is connected in series, the second control signal generating unit 17, the third control signal generating unit 18, the fourth forming unit 19 is connected in series the control signal generation, the seventh control signal generating unit 21, the eighth control signal generating unit 22, the fourth adder 23, the third adder 24, the second memory unit 27, the dividing unit 28, the fourth controlled key 29, the first memory unit 30, are connected in series third multiplication.

Выход измерителя 1 рассогласования подключен к входам блока 25 задержки, блока 26 выделения модуля и к вторым входам пятого 16, второго 17, шестого 20, седьмого 21 и восьмого 22 блоков формирования управляющего сигнала. Выход блока 25 задержки соединен с вторыми входами первого 15 и четвертого 19 блоков формирования управляющего сигнала. Выход блока 26 подключен к второму входу третьего блока 18 формирования управляющего сигнала, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора 24. Выход блока 15 соединен с первым входом блока 16, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора 24, выход которого подключен к вторым (управляющим) входам четвертого 4, второго 10, третьего 12 и первого 29 управляемых ключей, а также к первому входу регулятора 2. Выход блока 19 подключен к первому входу шестого блока 20 формирования управляющего сигнала, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора 23. Первый информационный выход объекта 7 подключен к второму вычитающему входу измерителя 1 рассогласования, на первый вход которого подается задающее воздействие g(t). Второй выход регулятора 2 соединен с вторым входом третьего блока 9 умножения. Выход третьего управляемого ключа 12 соединен с вычитающим входом второго сумматора 6, выход которого подключен к входу второго блока 27 памяти. Выход первого блока 31 умножения соединен с входом первого сумматора 5. Основное внешнее контролируемое возмущение поступает на первый вход объекта 7 и вход датчика 13, выход которого соединен с первыми входами блока 28 деления и первого блока 31 умножения. Второй управляющий выход объекта 7 управления подключен к вторым входам первого 15 и четвертого 19 блоков формирования управляющего сигнала. На третьи задающие входы первого 15, пятого 16, второго 17, четвертого 19, шестого 20, седьмого 21 блоков формирования управляющего сигнала поступает сигнал задания С₁. На третьи задающие входы блоков 18 и 22 подается сигнал задания С₂. На второй вход объекта поступает неконтролируемое возмущение f(t).The output of the mismatch meter 1 is connected to the inputs of the delay unit 25, the module allocation unit 26, and to the second inputs of the fifth 16, second 17, sixth 20, seventh 21, and eighth 22 control signal generating units. The output of the delay unit 25 is connected to the second inputs of the first 15 and fourth 19 control signal generating units. The output of block 26 is connected to the second input of the third block 18 of the formation of the control signal, the output of which is connected to the third input of the third adder 24. The output of block 15 is connected to the first input of block 16, the output of which is connected to the first input of the third adder 24, the output of which is connected to the second ( control) inputs of the fourth 4, second 10, third 12 and first 29 controlled keys, as well as to the first input of controller 2. The output of block 19 is connected to the first input of the sixth block 20 of the formation of the control signal, the output of which is connected to the first th input of the fourth adder 23. The first object information output 7 is connected to the second input of subtractor 1 meter error, a first input of which is fed the setpoint g (t). The second output of the controller 2 is connected to the second input of the third block 9 multiplication. The output of the third managed key 12 is connected to the subtracting input of the second adder 6, the output of which is connected to the input of the second memory unit 27. The output of the first block 31 of the multiplication is connected to the input of the first adder 5. The main external controlled disturbance is supplied to the first input of the object 7 and the input of the sensor 13, the output of which is connected to the first inputs of the block 28 of the division and the first block 31 of the multiplication. The second control output of the control object 7 is connected to the second inputs of the first 15 and fourth 19 control signal generating units. The third driving inputs of the first 15, fifth 16, second 17, fourth 19, sixth 20, seventh 21 blocks of the formation of the control signal receives the reference signal C ₁ . At the third driving inputs of blocks 18 and 22, a reference signal C ₂ is applied. An uncontrolled disturbance f (t) arrives at the second input of the object.

Замкнутый контур регулирования содержит последовательно соединенные блоки 1,2,3,4,5,6,7, охваченные отрицательной обратной связью. Разомкнутый контур регулирования включает последовательно соединенные блоки 13, 8, 5, 6, 7. Выходными управляющими сигналами замкнутого и разомкнутого контуров являются соответственно сигналы U₂(t) и U₁(t). Цепи самонастройки разомкнутого контура (фиг.2) содержат блоки 14 и 29. Цепи самонастройки разомкнутой системы содержат блоки 14 и 3. Блок самонастройки включает в себя блоки 15-26. Цепи коррекции управляющего сигнала содержат блоки 9-12, 6.The closed loop control contains serially connected blocks 1,2,3,4,5,6,7, covered by negative feedback. The open loop control includes serially connected blocks 13, 8, 5, 6, 7. The output control signals of the closed and open circuits are, respectively, the signals U ₂ (t) and U ₁ (t). The open loop self-tuning circuits (FIG. 2) comprise blocks 14 and 29. The open-loop self-tuning circuits contain blocks 14 and 3. The self-tuning block includes blocks 15-26. The correction signal control circuit contains blocks 9-12, 6.

Предлагаемая система решает задачу стабилизации выходного редкоизмеряемого параметра нестационарного объекта, функционирующего в условиях высокого уровня контролируемых и неконтролируемых шумов. The proposed system solves the problem of stabilizing the output of a rarely measured parameter of an unsteady object operating under conditions of a high level of controlled and uncontrolled noise.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

Анализируют последовательно работу контуров системы. Разомкнутый контур формирует в блоке 28 деления сигнал отношения величин, пропорциональных входным переменным объекта. Сигнал отношения указанных величин через управляемый ключ 29 поступает в блок 30 памяти, выходной сигнал которого после умножения в блоке 31 на величину выходного сигнала датчика 13 поступает в сумматор 5 в виде выходного управляющего сигнала U₁(t) разомкнутого контура. Сигналы, поступающие на входы блока 28 деления, пропорциональны на практике (применительно, например, к области химической технологии) дозировкам соответственно реагента и сырья. Поэтому отношение сигналов, поступающее в блок 30 памяти, пропорционально отношению дозировок реагента и сырья. Запись выходного сигнала блока 28 деления в блоке 30 памяти производится только в том случае, когда блок 14 самонастройки выдает управляющий сигнал С на открывание ключа 29. Выходной сигнал К_ф(t) блока 30 памяти проходит затем через блок 31 умножения на величину, пропорциональную текущему значению дозировки сырья, и в виде выходного сигнала U₁(t) поступает на второй вход сумматора 5. Таким образом, выходной сигнал датчика 13 умножается в фильтре 8 на некоторую величину К_ф(t) (коэффициент передачи фильтра 8), которая между моментами самонастройки корректирующего фильтра 8 является величиной постоянной и хранится в блоке 30 памяти. При самонастройке фильтра 8 его коэффициент передачи изменяется скачкообразно, так как при наступлении следующего состояния адаптации новое отношение входных сигналов блока 28 деления, пропорциональное текущему соотношению дозировок реагента и сырья, пропускается через ключ 29 и запоминается в блоке 30 памяти. При работе системы все изменения величины X₁(t) в определенном соотношении, равном коэффициенту передачи фильтра 8, отслеживаются величиной U₁(t). Таким образом, корректирующий фильтр 8 представляет собой пропорциональное звено с переменным коэффициентом передачи, который имеет кусочно-постоянный характер.Sequentially analyze the operation of the system circuits. The open loop forms in the division block 28 a signal of the ratio of the values proportional to the input variables of the object. The signal of the ratio of these values through the managed key 29 enters the memory unit 30, the output signal of which after multiplying in the unit 31 by the value of the output signal of the sensor 13 enters the adder 5 in the form of an open-loop control output signal U ₁ (t). The signals received at the inputs of the division unit 28 are proportional in practice (as applied, for example, to the field of chemical technology) to the dosages of the reagent and raw materials, respectively. Therefore, the ratio of the signals entering the memory unit 30 is proportional to the ratio of the dosages of the reagent and the feed. The output signal of the division unit 28 in the memory unit 30 is recorded only when the self-adjustment unit 14 provides a control signal C to open the key 29. The output signal K _f (t) of the memory unit 30 then passes through the multiplication unit 31 by a value proportional to the current value of the dosage of raw materials, and in the form of an output signal, U ₁ (t) is supplied to the second input of the adder 5. Thus, the output signal of the sensor 13 is multiplied in the filter 8 by a certain amount of K _f (t) (transmission coefficient of the filter 8), which between the moments self-tuning core projected onto filter 8 is constant and is stored in the memory unit 30. When the filter 8 is self-tuning, its transmission coefficient changes stepwise, since when the next adaptation state occurs, a new ratio of input signals of the division unit 28, proportional to the current ratio of the dosages of the reagent and the feed, is passed through the key 29 and stored in the memory unit 30. During system operation, all changes in the value of X ₁ (t) in a certain ratio equal to the transmission coefficient of filter 8 are monitored by the value of U ₁ (t). Thus, the correction filter 8 is a proportional link with a variable transmission coefficient, which has a piecewise constant character.

Рассмотрим работу блока 14 самонастройки (фиг.2). Операции, выполняемые в блоках 15- 22,25,26, описываются следующими выражениями:
блок 15: Δ Y(t- τ ) ≥ C₁;
блок 16: Δ Y(t) ≥C₁;
блок 17: Δ Y(t)< C₁;
блок 18: Δ Y₂(t)< C₂;
блок 19: ΔY(t- τ )< C₁;
блок 20: Δ Y(t)< C₁;
блок 21: Δ Y(t) ≥C₁;
блок 22: Δ Y(t)< C₂;
блок 25: Δ Y₁(P) = ΔY(p) ˙e ^-pτ;
блок 26: ΔY₂(t) = lΔ Y(t) l , где Δ Y₁(p) и ΔY(p) - изображения по Лапласу величин ΔY₁(t) и Δ Y(t);
e^{- p τ} - передаточная функция блока задержки,
т.е. входом блока 25 задержки является величина Δ Y(t), а выходом - величина ΔY₁(t) = ΔY(t -τ ). Величина задержки τ устанавливается равной дискретности измерения параметра Y(t). В блоках 25 и 26 формируются сигналы Δ Y₁(t) и Δ Y₂(t), которые используются при анализе в логических блоках 15-22.Consider the work of block 14 self-tuning (figure 2). The operations performed in blocks 15-22.25.25 are described by the following expressions:
block 15: Δ Y (t- τ) ≥ C ₁ ;
block 16: Δ Y (t) ≥C ₁ ;
block 17: Δ Y (t) <C ₁ ;
block 18: Δ Y ₂ (t) <C ₂ ;
block 19: ΔY (t- τ) <C ₁ ;
block 20: Δ Y (t) <C ₁ ;
block 21: Δ Y (t) ≥C ₁ ;
block 22: Δ Y (t) <C ₂ ;
block 25: Δ Y ₁ (P) = ΔY (p) ˙e ^-pτ ;
block 26: ΔY ₂ (t) = lΔ Y (t) l, where Δ Y ₁ (p) and ΔY (p) are the Laplace images of ΔY ₁ (t) and Δ Y (t);
e ^{- p τ} is the transfer function of the delay unit,
those. the input of delay unit 25 is Δ Y (t), and the output is ΔY ₁ (t) = ΔY (t -τ). The delay value τ is set equal to the discreteness of the measurement of the parameter Y (t). In blocks 25 and 26, the signals Δ Y ₁ (t) and Δ Y ₂ (t) are generated, which are used in the analysis in logical blocks 15-22.

Суть логического анализа, выполняемого в блоках 15-22, заключается в том, что по знаку и модулю отклонения от уставки g(t) текущего Y(t_i) и предыдущего Y(t_i-1) значений выхода объекта однозначно делается вывод о возможности адаптации системы автоматического регулирования.The essence of the logical analysis performed in blocks 15-22 is that, according to the sign and the module, deviations from the setpoint g (t) of the current Y (t _i ) and previous Y (t _i-1 ) values of the object output unambiguously make a conclusion about the possibility adaptation of the automatic control system.

Рассмотрим следующий случай. Пусть в моменты времени t_i-1 и t_i, отстоящие друг от друга на интервал дискретности измерения выхода объекта, имеют
ΔY(t_i-1) ≥ 0 или g(t_i-1) - Y(t_i-1) ≥ 0
(1)
и ΔY(t_i) ≥ 0 или g(t_i) - Y(t_i) ≥ 0 т.е. как в текущий (t_i), так и предыдущий (t_i-1) моменты времени значение выхода объекта меньше или равно величине задания g(t_i-1), g(t_i), т.е. в течение интервала времени между двумя последовательными измерениями выхода объекта замкнутый контур отрабатывает положительное отклонение ΔY(t_i-1), увеличивая управляющий сигнал U₂(t). При соблюдении условий (1) могут быть три случая:
Y(t_i) < Y(t_i-1);
Y(t_i) = Y(t_i-1); (2)
Y(t_i) > Y(t_i-1).Consider the following case. Let at times t _i-1 and t _i , spaced from each other by the interval of discreteness of measurement of the output of the object, have
ΔY (t _i-1 ) ≥ 0 or g (t _i-1 ) - Y (t _i-1 ) ≥ 0
(1)
and ΔY (t _i ) ≥ 0 or g (t _i ) - Y (t _i ) ≥ 0 i.e. both in the current (t _i ) and previous (t _i-1 ) moments of time, the value of the output of the object is less than or equal to the value of the task g (t _i-1 ), g (t _i ), i.e. during the time interval between two consecutive measurements of the output of the object, the closed loop produces a positive deviation ΔY (t _i-1 ), increasing the control signal U ₂ (t). Subject to conditions (1), there may be three cases:
Y (t _i ) <Y (t _i-1 );
Y (t _i ) = Y (t _i-1 ); (2)
Y (t _i )> Y (t _i-1 ).

В любом из случаев (2) при соблюдении условий (1) можно сделать вывод о том, что объект находится в квазистатическом состоянии (переходный процесс завершен), при этом состояние равновесия объекта может иметь место на любом (в области допустимых значений) отклонении от уставки g(t), что характеризует степень интенсивности воздействия на выход объекта всей совокупности возмущающих факторов; прироста управляющего воздействия U₂(t) не достаточно для устранения отклонения выхода объекта от уставки (об этом говорит справедливость условий (1), если исключить редкое состояние абсолютного равенства; новое соотношение сигналов

(пропорциональное отношению дозировок реагента и сырья) лучше отвечает текущим условиям движения объекта в данный момент (t_i), чем соотношение

, так как разница в величинах этих отношений образована в результате целенаправленного воздействия на Y(t) при t_i-1≅ t< t_i путем увеличения U₂(t) с целью устранения рассогласования ΔY(t_i-1)
Таким образом, при соблюдении условий (1) целесообразно выполнить адаптацию разомкнутого и замкнутого контуров системы, записав в блок 20 памяти новое значение текущего отношения

. Это позволяет изменить коэффициент передачи фильтра 8 в соответствии с изменением коэффициента передачи объекта, имея цель стабилизации их произведения. Аналогично и в отношении коэффициента передачи разомкнутой системы.In any of the cases (2), subject to conditions (1), it can be concluded that the object is in a quasistatic state (the transition process is completed), while the state of equilibrium of the object can occur at any deviation from the setpoint (in the range of permissible values) g (t), which characterizes the degree of intensity of the impact on the output of the object of the whole set of disturbing factors; the increase in the control action U ₂ (t) is not enough to eliminate the deviation of the object output from the setting (this is proved by the validity of conditions (1), if we exclude the rare state of absolute equality; a new signal ratio

(proportional to the ratio of the dosages of the reagent and the raw material) better meets the current conditions of the object at the moment (t _i ) than the ratio

, since the difference in the values of these relations is formed as a result of a targeted effect on Y (t) at t _i-1 ≅ t <t _i by increasing U ₂ (t) in order to eliminate the mismatch ΔY (t _i-1 )
Thus, subject to conditions (1), it is advisable to adapt the open and closed circuits of the system by writing a new value of the current ratio to the memory unit 20

. This allows you to change the transmission coefficient of the filter 8 in accordance with the change in the transmission coefficient of the object, with the goal of stabilizing their product. Similarly, with respect to the open-loop gain.

Для случая
ΔY(t_i-1) < 0 или g(t_i-1) - Y(t_i-1) < 0; (3)
ΔY(t_i) < 0 или g(t_i) - Y(t_i) < 0 справедливы соображения, изложенные выше относительно условий (1) с поправкой лишь в данном случае на строгое неравенство в условиях.For case
ΔY (t _i-1 ) <0 or g (t _i-1 ) - Y (t _i-1 ) <0; (3)
ΔY (t _i ) <0 or g (t _i ) - Y (t _i ) <0, the considerations set forth above with respect to conditions (1) are corrected only in this case for strict inequality in the conditions.

В блоке самонастройки (фиг.2) заложены еще две ситуации, в которых самонастройка системы выполняется. Эти ситуации характеризуются тем, что отклонения текущего и предыдущего значений от уставки имеют разные знаки, однако модуль текущего отклонения от уставки не превышает некоторую заданную величину С₂. Значение может быть определено, например, на основе величины погрешности измерителя параметра Y(t).In the block self-tuning (figure 2) there are two more situations in which the self-tuning of the system is performed. These situations are characterized by the fact that the deviations of the current and previous values from the set point have different signs, however, the module of the current deviation from the set point does not exceed some predetermined value C ₂ . The value can be determined, for example, based on the error of the meter parameter Y (t).

При появлении одной из четырех вышеописанных ситуаций и при наличии на первых входах блоков 15 и 19 управляющего сигнала С последний проходит через блок 14 и поступает на управляющие входы ключей 4, 10, 12 и 29. Управляющий сигнал С формируется измерителем выходного сигнала (на фигурах не показан) объекта 7. Этот измеритель (датчик) включен в состав объекта 7. Пример блок-схемы формирования информационного и управляющего выходных сигналов объекта 7 изображен на фиг.6. When one of the four situations described above appears and if there is a control signal C at the first inputs of blocks 15 and 19, the last one passes through block 14 and goes to the control inputs of keys 4, 10, 12 and 29. The control signal C is generated by the output signal meter (in the figures shown) of the object 7. This meter (sensor) is included in the structure of the object 7. An example of a block diagram of the formation of the information and control output signals of the object 7 is shown in Fig.6.

В преобразователе 56 контролируемая физическая величина Y_ппреобразуется в некоторое пропорциональное значение сигнала другой физической природы (например, в электрический сигнал), которое проходит блок 59 дифференцирования и поступает на вход порогового элемента 60. Пороговый элемент 60 выдает на входы блоков 57, 58, 61, 62 управляющий сигнал в том случае, если выход блока дифференцирования достигает нулевого значения, т.е. если значение выходного сигнала преобразователя 56 достигает экстремума, то производится открывание ключа 57 и включение аналогового запоминающего устройства, которое с этого момента начинает интегрировать выходной сигнал преобразователя 56, запоминать результат и выдавать интегральное среднее в виде величины контролируемого параметра через первый информационный выход объекта. Выходной сигнал Y(t) имеет характерный вид, отображенный на фиг.5. Одновременно выходной сигнал порогового элемента 60 поступает на вход блока 61 задержки и управляющий вход ключа 62. При этом ключ 62 открывается и сигнал С поступает на вход ключа 63. Поскольку управляемый ключ 63 является нормально открытым (н.о.) ,то сигнал С проходит на выход этого ключа и поступает с второго управляющего выхода объекта 7 на первые входы блоков 15 и 19 формирования управляющего сигнала. По истечении времени задержки, формируемой блоком 61, управляющий сигнал с выхода порогового элемента 60 проходит блок 61 задержки и поступает на управляющий вход ключа 63, в результате чего ключ 63 закрывается. Управляющий сигнал С имеет вид импульсов, выдаваемых в моменты измерения t_i, длительность которых настраивается изменением времени задержки блока 61. Длительность импульсов С определяется временем, требуемым для прохождения выходного сигнала блока 27 памяти до блока 30 памяти и записи в нем. В течение времени [t_i-1, t_i] между моментами измерения выходного параметра величина Y(t) остается постоянной и равной его значению, полученному в момент t_i-1 (фиг.5).In the converter 56, the controlled physical quantity Y _{p is} converted into a certain proportional value of a signal of a different physical nature (for example, into an electrical signal), which passes the differentiation unit 59 and enters the input of the threshold element 60. The threshold element 60 outputs to the inputs of the blocks 57, 58, 61 , 62 a control signal if the output of the differentiation unit reaches zero, i.e. if the value of the output signal of the converter 56 reaches an extremum, then the key 57 is opened and the analog storage device is turned on, which from that moment begins to integrate the output signal of the converter 56, memorize the result and give the integral average in the form of the value of the controlled parameter through the first information output of the object. The output signal Y (t) has the characteristic appearance shown in FIG. At the same time, the output signal of the threshold element 60 enters the input of the delay unit 61 and the control input of the key 62. In this case, the key 62 opens and the signal C enters the input of the key 63. Since the controlled key 63 is normally open (n.o.), the signal C passes the output of this key comes from the second control output of the object 7 to the first inputs of the blocks 15 and 19 of the formation of the control signal. After the delay time generated by the block 61, the control signal from the output of the threshold element 60 passes the delay block 61 and is supplied to the control input of the key 63, as a result of which the key 63 is closed. The control signal C has the form of pulses issued at the moments of measurement t _i , the duration of which is adjusted by changing the delay time of block 61. The duration of pulses C is determined by the time required for the output signal of the memory unit 27 to pass to the memory unit 30 and write to it. During the time [t _i-1 , t _i ] between the moments of measurement of the output parameter, the value Y (t) remains constant and equal to its value obtained at time t _i-1 (Fig. 5).

Управляющий сигнал С, пройдя блок 14 самонастройки, поступает на управляющие входы ключей 4, 10, 12, 29. Ключи 4, 12 являются н.о., ключи 10, 29 - нормально закрытыми, т.е. при отсутствии сигнала С на управляющих входах ключи 4 и 12 открыты, ключи 10 и 29 закрыты. При отсутствии сигнала С на выходе блока 14 цепь самонастройки (фиг.2) параметров замкнутого и разомкнутого контуров (блоки 5, 27, 28, 29, 30) и цепь настройки величины корректирующего сигнала U_к(t) (блоки 2, 9, 10, 11) разомкнуты, прямая цепь (блоки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) замкнутого контура и цепь коррекции сигнала Х(t) (блоки 11, 12, 6) замкнуты. При наступлении момента измерения величины Y(t) импульсный управляющий сигнал С поступает на вход блока 14 и проходит на его выход, если соблюдены условия адаптации (1), (3). При этом сигнал С открывает ключи 10 и 29, пропустив тем самым на запись в блоки 11 и 30 памяти соответственно новые значения сигналов U_п(t) и X₂(t). Одновременно с этим закрываются ключи 4 и 12, прекращая поступление управляющего сигнала замкнутого контура U₂(t) и сигнала коррекции U_к(t) на соответствующие входы сумматоров 5 и 6. Описанное состояние цепей сохраняется до тех пор, пока блок 61 задержки (фиг.6) не пропустит управляющий сигнал на вход ключа 63 и не закроет его, что ведет к обнулению второго выхода объекта 7 и, следовательно, к закрыванию ключей 10, 29 и открыванию ключей 4 и 12. На этом операция самонастройки системы завершена.The control signal C, having passed the self-tuning unit 14, is supplied to the control inputs of the keys 4, 10, 12, 29. The keys 4, 12 are n.o., the keys 10, 29 are normally closed, i.e. in the absence of signal C at the control inputs, keys 4 and 12 are open, keys 10 and 29 are closed. In the absence of signal C at the output of block 14, the self-tuning circuit (Fig. 2) of the parameters of closed and open circuits (blocks 5, 27, 28, 29, 30) and the tuning circuit of the value of the correction signal U _to (t) (blocks 2, 9, 10 , 11) are open, the direct circuit (blocks 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) of the closed loop and the signal correction circuit X (t) (blocks 11, 12, 6) are closed. When the moment of measurement of the quantity Y (t) arrives, the pulse control signal C enters the input of block 14 and passes to its output if adaptation conditions (1), (3) are met. In this case, the signal C opens the keys 10 and 29, thereby skipping the new values of the signals U _p (t) and X ₂ (t), respectively, for writing to the memory blocks 11 and 30. At the same time, the keys 4 and 12 are closed, stopping the input of the closed loop control signal U ₂ (t) and the correction signal U _to (t) to the corresponding inputs of the adders 5 and 6. The described state of the circuits is stored until the delay unit 61 (Fig. .6) does not pass the control signal to the input of the key 63 and does not close it, which leads to zeroing the second output of the object 7 and, therefore, to closing the keys 10, 29 and opening the keys 4 and 12. This completes the operation of the system self-tuning.

Введение ключа 4 в известную систему вызвано следующим. В известной системе в моменты самонастройки объект находится в состоянии квазистики, которое трактовалось там несколько иначе. Среди условий квазистики имелось ограничение на величину отклонения Δ Y(t) выхода объекта от уставки. Это ограничение вполне обосновано при управлении объектами с аналоговым датчиком выходного параметра. Отсутствие оперативной информации в цепи обратной связи в интервале между измерениями в случае редкоизмеряемого выхода в условиях высокого уровня шумов приводит к более значительным отклонениям от уставки при завершении переходного процесса. Этот момент существенный. Наличие более значительной П-составляющей выхода регулятора нельзя уже игнорировать при адаптации К_ф(t), так как эта составляющая управления, значимая в его составе, становится значимой и в составе нового значения

. Адаптация К_ф(t) без учета U_п(t) может привести к значительному снижению ее эффективности. Поэтому U_п(t) исключить из состава U₂(t) в момент самонастройки, как это сделано в известной системе, нельзя. Наличие сигнала на первом входе сумматора 5, который может значительно отличаться от нуля, в момент самонастройки делает процесс самонастройки критичным к длительности подачи управляющего сигнала С на вход ключа 29. Это объясняется тем, что участок цепи между сумматорами 5 и 6 имеет положительную обратную связь, которая может искажать сигнал Х₂(t), если длительность подачи сигнала С превышает время прохождения выходного сигнала блока 27 по цепи блоков 28, 29, 30, 31, 5. В известной системе при входном сигнале (первый вход сумматора 5), близко к нулю, искажение К_ф(t) за счет суммирования гораздо менее значимо. Для исключения зависимости качества адаптации рассматриваемой системы от качества настройки длительности интервала времени выдачи сигнала С введен управляемый ключ 4. В момент самонастройки ключ 4 закрывается, обеспечивая равенство нулю сигнала на первом входе сумматора 5, исключая возможность искажения сигнала Х₂(t) и, следовательно, К_ф(t) в течение акта самонастройки фильтра 8. В рассматриваемой системе для исключения двойного суммирования U_п(t) в составах сигналов U₁(t) и U₂(t) введена цепь коррекции суммарного управляющего воздействия Х₂(t). Корректирующий сигнал в интервале (t_i-1, t_i) равен значению U_п(t_i), имеет кусочно-постоянный характер и поступает с выхода блока 11 памяти через ключ 12 на вход сумматора 6. Новое значение U_п(t_i) записывается в блоке 11 памяти в момент самонастройки, поступая с второго выхода регулятора 2 на вход блока 11 через открытый при этом ключ 10. Для исключения возмущения входа объекта посредством U_к(t) в течение интервала времени самонастройки в цепи коррекции предназначен ключ 12, который при этом закрыт, т.е. сигнал U_к(t) поступает на второй, инверсный вход сумматора 6 только тогда, когда на первый его вход в составе сигнала U₂(t) поступает сигнал U_п(t), который и нужно компенсировать, исключая двойное его суммирование, так как U_п(t) при самонастройке учтен через новое значение К_ф(t) в составе выходящего сигнала U₁(t) разомкнутого контура. Наличие ключей 4 и 12 делает самонастройку системы некритичной к длине импульса управляющего сигнала С.The introduction of key 4 in a known system is caused by the following. In a known system, at the time of self-tuning, the object is in a state of quasistomy, which was interpreted there a little differently. Among the quasi-conditions, there was a restriction on the deviation Δ Y (t) of the object output from the set point. This restriction is quite justified when managing objects with an analog output parameter sensor. The lack of operational information in the feedback circuit in the interval between measurements in the case of a rarely measured output under conditions of a high noise level leads to more significant deviations from the setting at the end of the transition process. This moment is significant. The presence of a more significant P-component of the controller output cannot already be ignored when K _f (t) is adapted, since this control component, significant in its composition, becomes significant in the composition of the new value

. Adaptation To _f (t) without taking into account U _p (t) can lead to a significant decrease in its effectiveness. Therefore, U _p (t) to exclude from the composition of U ₂ (t) at the time of self-tuning, as is done in the known system, it is impossible. The presence of a signal at the first input of the adder 5, which can significantly differ from zero, at the time of self-tuning makes the process of self-tuning critical to the duration of the supply of the control signal C to the input of the key 29. This is because the portion of the circuit between the adders 5 and 6 has a positive feedback, which can distort the signal X ₂ (t) if the duration of the signal C exceeds the transit time of the output signal of block 27 along the chain of blocks 28, 29, 30, 31, 5. In the known system, when the input signal (first input of adder 5) is close to zero and distortion of K _f (t) by summing much less significant. To eliminate the dependence of the adaptation quality of the system under consideration on the quality of setting the duration of the signal output time interval C, a controlled key 4 is introduced. At the time of self-tuning, key 4 is closed, ensuring that the signal is equal to zero at the first input of adder 5, eliminating the possibility of signal distortion X ₂ (t) and, therefore , K _f (t) during the act of self-tuning the filter 8. In the system under consideration, to eliminate double summation of U _p (t) in the signal composition U ₁ (t) and U ₂ (t), a correction circuit for the total control action is introduced X ₂ (t). The correction signal in the interval (t _i-1 , t _i ) is equal to the value of U _p (t _i ), has a piecewise constant character and comes from the output of the memory unit 11 through the key 12 to the input of the adder 6. The new value of U _p (t _i ) is recorded in the memory block 11 at the time of self-tuning, coming from the second output of the controller 2 to the input of the block 11 through the open key 10. To avoid disturbance of the input of the object by U _to (t) during the self-tuning time interval, the key 12 is used in the correction circuit, which it is closed, i.e. the signal U _k (t) is supplied to the second inverse input of the adder 6 only when the signal U _p (t) is supplied to its first input as a part of the signal U ₂ (t), which must be compensated, excluding its double summation, since U _p (t) when self-tuning is taken into account through the new value of K _f (t) in the output signal U ₁ (t) of the open loop. The presence of keys 4 and 12 makes the system self-tuning non-critical to the pulse length of the control signal C.

Сигнал С, поступая в момент самонастройки на второй вход регулятора 2, обнуляет И-составляющую управляющего воздействия, сформированного этим регулятором. Пусть для конкретности регулятор реализует ПИ-закон регулирования (Д-составляющая в законе регулирования в условиях редкоизмеряемого выхода не имеет смысла):
U₂(t)=

B₁ΔY(t)+B₂

Y(τ)d

K_ф(t) (4) где В₁, В₂ - настраиваемые параметры регулятора.The signal C, arriving at the moment of self-tuning to the second input of the controller 2, resets the I-component of the control action generated by this controller. Let, for concreteness, the regulator implement the PI-law of regulation (the D-component in the law of regulation under conditions of a rarely measured output does not make sense):
U ₂ (t) =

B ₁ ΔY (t) + B ₂

Y (τ) d

K _f (t) (4) where В ₁ , В ₂ - adjustable controller parameters.

В результате самонастройки фильтра 8 и обнуления И-составляющей U₂(t) определяется следующим выражением:
U₂(t) = B₁ ˙Δ Y(t) ˙К_ф(t) . (5)
Очевидно, что переход системы на новое значение коэффициента передачи корректирующего фильтра 8 не вызывает возмущения входного сигнала X(t) объекта 7. Действительно в результате самонастройки величина U₂(t) через К_ф(t) входит в состав сигнала U₁(t).As a result of the self-adjustment of the filter 8 and zeroing the I-component, U ₂ (t) is determined by the following expression:
U ₂ (t) = B ₁ ˙ Δ Y (t) ˙ K _f (t). (5)
Obviously, the transition of the system to a new value of the gain of the correction filter 8 does not cause disturbance of the input signal X (t) of the object 7. Indeed, as a result of self-tuning, the value of U ₂ (t) through K _f (t) is part of the signal U ₁ (t) .

От сигнала U₂(t), имевшего вид (4) до момента самонастройки, остается величина, описываемая формулой (5), которая скомпенсирована в сумматоре 6 сигналом U_к(t), равным по модулю и имеющим обратный величине U₂(t) знак.From the signal U ₂ (t), which had the form (4) until the moment of self-tuning, there remains a quantity described by formula (5), which is compensated in the adder 6 by the signal U _to (t), which is equal in magnitude and has the inverse value U ₂ (t) sign.

Таким образом, самонастройка разомкнутого контура приводит к тому, что в состояниях квазистики, имеющих место при поступлении каждого нового результата измерения выхода Y(t) объекта 7 ( рассматривают такой класс объектов, переходные процессы в которых по длительности меньше или равны дискретности измерения выходного параметра), вход объекта X(t) полностью определяется разомкнутым контуром, т.е. при последующих изменениях основного внешнего контролируемого возмущения X₁(t) качество компенсации его на входе объекта посредством Y₁(t) повышено благодаря самонастройке К_ф(t). При этом та часть возмущений, которая до этого проходила через объект, увеличивала дисперсию выходного параметра и нагружала обратную связь, компенсируется на его входе. На входы блоков 15-17, 19-21 формирования управляющего воздействия поступает сигнал задания С₁, на входы блоков 18 и 22 - сигнал задания С₂. Можно величину задания С₁ положить равной нулю, а С₂ - модулю предельной абсолютной погрешности измерителя параметра Y(t).Thus, self-tuning of an open loop leads to the fact that in the states of quasi-logic that occur when each new result of measuring the output Y (t) of object 7 arrives (consider such a class of objects in which transients in duration are less than or equal to the resolution of the measurement of the output parameter) , the input of the object X (t) is completely determined by the open loop, i.e. with subsequent changes in the main external controlled disturbance X ₁ (t), the quality of its compensation at the input of the object by Y ₁ (t) is increased due to self-tuning K _f (t). Moreover, that part of the perturbations that previously passed through the object, increased the variance of the output parameter and loaded the feedback, is compensated at its input. At the inputs of blocks 15-17, 19-21 of the formation of the control action, a task signal C ₁ is received, at the inputs of blocks 18 and 22, a task signal C ₂ . It is possible to set the value of the task C ₁ equal to zero, and C _{2 the} absolute value of the absolute error of the parameter meter Y (t).

Цепи стабилизации коэффициента передачи разомкнутой системы включают блоки 15-24, 3 и соответствующие им связи. Open-loop gain stabilization circuits include blocks 15-24, 3 and their associated communications.

Обозначают К_об(t) - нестационарный коэффициент передачи объекта 7, К_рег - коэффициент передачи регулятора 2, К_рс - коэффициент передачи разомкнутой системы.Designate K _about (t) - non-stationary transmission coefficient of the object 7, K _reg - the transmission coefficient of the controller 2, K _pc - the transmission coefficient of the open system.

В целях удобства описания задачи блок 3 умножения представляют в виде усилителя, переменный коэффициент передачи которого заменяет первый входной сигнал блока 3. For the convenience of describing the task, the multiplication block 3 is presented in the form of an amplifier, the variable transmission coefficient of which replaces the first input signal of block 3.

Задача стабилизации К_рс(t) может быть сформулирована:
К_{мин ≅} К_об(t) ≅ К_макс;
К_рег = const;
К_рс(t) = К_рег ˙К_ф(t) ˙К_об(t);
К₁ ≅ К_рс(t) ≅ К₂, где К_мин, К_макс - предельные значения К_об(t);
К₁, К₂ - предельные значения величины К_рс(t).The stabilization problem K _pc (t) can be formulated:
K _{min ≅} K _rev (t) ≅ K _max ;
K _reg = const;
K _pc (t) = K _reg ˙K _f (t) ˙K _rev (t);
K ₁ ≅ K _pc (t) ≅ K ₂ , where K _min , K _max are the limiting values of K _rev (t);
To ₁ , To ₂ - the limit values of the value of K _pc (t).

Требуется обеспечить К₂ - К₁ < δ₂ , где δ₂ - некоторое заданное положительное число.It is required to provide K ₂ - K ₁ <δ ₂ , where δ ₂ is some given positive number.

Покажем формально, что цепи самонастройки величины К_рс(t), использованные в составе рассматриваемой системы, позволяют решать указанную задачу. Пусть t_i(i = =1,2,...,n, ...) - моменты поступления результатов измерений величины Y(t) на второй вход измерителя рассогласования. Для момента t_i
К_рк(t_i) = К_об(t_i) ˙К_ф(t_i), где К_рк(t_i) - коэффициент передачи разомкнутого контура системы.Let us show formally that the self-tuning circuits of the quantity K _pc (t) used in the composition of the system under consideration allow us to solve this problem. Let t _i (i = 1,2, ..., n, ...) be the moments when the results of measurements of the quantity Y (t) arrive at the second input of the mismatch meter. For moment t _i
To _pk (t _i ) = To _about (t _i ) ˙K _f (t _i ), where To _pk (t _i ) - the transfer coefficient of the open loop system.

Для момента t_i+1 К_об(t_i+1) = К_об(t_i) ˙τ₁ , где τ₁ - некоторая положительная величина.For the moment t _{i + 1} K _rev (t _{i + 1} ) = K _rev (t _i ) ˙τ ₁ , where τ ₁ is some positive value.

Тогда
К_рк(t_i+1) = К_об(t_i) ˙τ₁ ˙К_ф(t_i+1) .Then
K _pk (t _{i + 1} ) = K _about (t _i ) ˙τ ₁ ˙K _f (t _{i + 1} ).

В результате самонастройки коэффициента передачи фильтра 8 в момент t_i+1
К_ф(t_i+1) ≃ К_ф(t_i) ˙ 1/τ₁, т.е. в пределах допустимой погрешности система посредством блока 14 обеспечивает постоянство коэффициента передачи разомкнутого контура.As a result of self-adjustment of the transmission coefficient of the filter 8 at the time t _{i + 1}
K _f (t _{i + 1} ) ≃ K _f (t _i ) ˙ 1 / τ ₁ , i.e. within the permissible error, the system through block 14 ensures the constancy of the transfer coefficient of the open loop.

Следовательно,
К_рк(t_i+1) ≃ К_рк(t_i) .Hence,
K _pk (t _{i + 1} ) ≃ K _pk (t _i ).

Для разомкнутой системы в момент t_i (при отсутствии блока 3)
К_рс(t_i) = К_рег ˙К_об(t_i).For an open system at time t _i (in the absence of block 3)
To _pc (t _i ) = To _reg ˙K _about (t _i ).

Для момента t_i+1
К_рс(t_i+1) = К_рег ˙К_об(t_i) ˙ τ₁ .For moment t _{i + 1}
To _pc (t _{i + 1} ) = To _reg ˙K _about (t _i ) ˙ τ ₁ .

Из сравнения последних двух выражений с учетом вышеприведенного выражения для К_ф(t_i+1) становится очевидным, что для стабилизации К_рс(t) достаточно умножить ее на величину К_ф(t).From a comparison of the last two expressions, taking into account the above expression for K _f (t _{i + 1} ), it becomes obvious that to stabilize K _pc (t) it is enough to multiply it by the value of K _f (t).

После введения в систему блока 3 (фиг.2) можно записать для момента t_i
К_рc(t_i) = К_рег ¹ ˙К_ф(t_i) ˙К_об(t_i), где К_рег ¹ = К_рег/К_ф(t_i), для момента t_i+1 (в пределах допустимой погрешности самонастройки)
К_рс(t_i+1) ≃ К_рег ¹ ˙К_ф(t_i)

К_об(t_i) ˙τ₁, т.е. К_рс(t_i+1) ≃ К_рс(t_i).After the introduction of block 3 into the system (Fig. 2), it can be written for the moment t _i
K _pc (t _i ) = K _reg ¹ ˙K _f (t _i ) ˙K _ob (t _i ), where K _reg ¹ = K _reg / K _f (t _i ), for the moment t _{i + 1} (within the permissible self-tuning errors)
K _pc (t _{i + 1} ) ≃ K _reg ¹ ˙K _f (t _i )

To _about (t _i ) ˙τ ₁ , i.e. K _pc (t _{i + 1} ) ≃ K _pc (t _i ).

Таким образом, использование указанных цепей самонастройки позволяет решить сформулированную выше задачу стабилизации величины К_рс(t).Thus, the use of these self-tuning circuits makes it possible to solve the stabilization problem formulated above for the value of K _pc (t).

Предлагаемая самонастраивающаяся система комбинированного регулирования обладает новизной, так как в изобретении отсутствуют пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки формирования управляющего сигнала, блок задержки, второй и третий блоки памяти, третий и четвертый сумматоры, третий блок умножения, второй, третий и четвертый управляемые ключи, а также соответствующие им связи. The proposed self-adjusting system of combined regulation is new, since the invention lacks the fifth, sixth, seventh and eighth blocks of the control signal generation, delay block, second and third memory blocks, third and fourth adders, third multiplication block, second, third and fourth controlled keys , as well as their respective relationships.

Новая упорядоченная совокупность первого - восьмого блоков формирования управляющего сигнала в составе структуры блока самонастройки, соединенного входом с вторым выходом объекта и выходом с вторым, третьим, четвертым управляемыми ключами, а также наличие корректирующей цепи новой структуры, включающей третий блок умножения, второй, третий управляемые ключи, третий блок памяти, которая подключена соответствующими связями с выходом блока самонастройки и входом (через сумматор) объекта, наличие четвертого управляемого ключа в прямой цепи замкнутого контура и второго блока памяти в цепи самонастройки разомкнутого контура позволяют обеспечить достижение цели изобретения указанным способом применительно к объектам с редкоизмеряемым выходом. Следовательно, предлагаемая система соответствует критерию существенного отличия. A new ordered set of the first and eighth blocks of the control signal generation as part of the structure of the self-tuning block connected by the input to the second output of the object and the output with the second, third, fourth controlled keys, as well as the presence of a correction circuit of a new structure, including the third multiplication block, the second, third controlled keys, the third memory block, which is connected by appropriate connections with the output of the self-tuning block and the input (via the adder) of the object, the presence of the fourth managed key in the direct circuit and a closed loop and a second storage unit in an open loop circuit bootstrapping allow to achieve objects of the invention in this manner with respect to objects with redkoizmeryaemym yield. Therefore, the proposed system meets the criterion of significant differences.

Рассматриваемая система автоматического регулирования может быть реализована программно на базе любого УВК (например, СМ-2М, а также агрегативно комплекса "Микродат" и т.д., если они имеются в составе АСУТП). Кроме того, рассматриваемую систему автоматического регулирования можно реализовать на базе технических средств государственной системы приборов и средств автоматизации. Логические блоки 15-22 можно реализовать, используя совокупность компараторов и управляемых ключей (фиг.2). На входы компараторов поступают сигналы С₁, С₂, ΔY₁(t), Δ Y(t), ΔY₂(t). Выходные сигналы компараторов поступают на управляющие входы ключей. На входы ключей 33 и 35 поступает с второго выхода объекта 7 управляющий сигнал С, который появляется на выходе блока самонастройки, т.е. сумматора 24 только при соблюдении условий адаптации. При этом имеют место (фиг.3) четыре суспензии, определяемые одновременным соблюдением ограничений, проверяемых в следующих наборах логических блоков: 15, 16; 15, 17, 18; 19, 20; 19, 21, 22.The automatic control system under consideration can be implemented programmatically on the basis of any UVK (for example, SM-2M, as well as the aggregate Microdat complex, etc., if they are part of the process control system). In addition, the automatic control system under consideration can be implemented on the basis of technical means of the state system of instruments and automation. Logical blocks 15-22 can be implemented using a combination of comparators and managed keys (figure 2). The signals C ₁ , C ₂ , ΔY ₁ (t), Δ Y (t), ΔY ₂ (t) are received at the inputs of the comparators. The output signals of the comparators go to the control inputs of the keys. The key signal 33 and 35 receives the control signal C from the second output of object 7, which appears at the output of the self-tuning unit, i.e. adder 24 only subject to the conditions of adaptation. In this case, there are (Fig. 3) four suspensions determined by the simultaneous observance of the restrictions checked in the following sets of logical blocks: 15, 16; 15, 17, 18; 19, 20; 19, 21, 22.

В качестве компараторов можно использовать обычные операционные усилители. Однако лучше для целей сравнения сигналов использовать специально разработанные устройства, например полупроводниковые компараторы типов 521СА2, 521СА1 и др. (параметры и схемы их включения приведены Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Пpименение прецизионных аналоговых ИС. - М. : Радио и связь, 1981, с. 168, 169, табл. 7.1), или компараторы, построенные на базе операционных усилителей (Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г. И. Применение прецизионных аналоговых ИС. - М.: Радио и связь, 1981, с. 170, табл.7.2). As comparators, you can use conventional operational amplifiers. However, it is better to use specially designed devices for the purpose of signal comparison, for example, semiconductor comparators of types 521CA2, 521CA1, etc. (parameters and schemes for their inclusion are given by Alekseenko A.G., Kolombet E.A., Starodub G.I. Application of precision analog ICs. - M.: Radio and communications, 1981, p. 168, 169, table 7.1), or comparators built on the basis of operational amplifiers (Alekseenko A.G., Kolombet E.A., Starodub G.I. Application of precision analog IS. - M .: Radio and communications, 1981, p. 170, table 7.2).

В качестве управляемых ключей 4, 10, 12, 29 (фиг.2), 22, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47 можно использовать электронные аналоговые ключи (Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. - М.: Советское радио, 1979, с. 315, 328, их функциональные и принципиальные схемы приведены там же, с. 317, 319-322). Можно использовать аналоговые ключи в интегральном исполнении типов 1КТ901, 1КТ902, 1КТ082, а также ряд других (Шило В.Л., Линейные интегральные схемы. - М.: Советское радио, 1979, с. 323-328). As the managed keys 4, 10, 12, 29 (figure 2), 22, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, you can use electronic analog keys (Shilo V.L. Linear integrated circuits. - M. : Soviet Radio, 1979, pp. 315, 328; their functional and circuit diagrams are given there, pp. 317, 319-322). You can use the analog keys in the integral performance of types 1KT901, 1KT902, 1KT082, as well as a number of others (Shilo V.L., Linear integrated circuits. - M .: Soviet radio, 1979, p. 323-328).

В качестве блока 59 дифференцирования (фиг.6) можно использовать блок динамических преобразований БДП-П, входящий в состав АКЭСР (Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог. - М., 1984, с. 51-52), или, например, дифференцирующий помехозащищенный субблок типа Ф5170 (БМАД1), входящий в состав СУПС (см. Государственная система приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог. - М., 1984, с. 78), а также Боярченков М.А., Кербников Ф.И. , Раев В.К. и др. Магнитные решающие элементы. - М.: Советское радио, 1971, с. 181 и др.). As block 59 of differentiation (Fig.6), you can use the unit of dynamic transformations BDP-P, which is part of the AKECR (State system of industrial devices and automation. Part 1: Nomenclature catalog. - M., 1984, S. 51-52) , or, for example, a differentiating noise-protected subunit of the F5170 type (BMAD1), which is part of the control system (see the State System of Instruments and Automation Means. Part 1: Nomenclature Catalog. - M., 1984, p. 78), as well as Boyarkenkov M. A., Kerbnikov F.I. , Raev V.K. and other magnetic decisive elements. - M .: Soviet Radio, 1971, p. 181 and others).

В качестве блоков деления 28, умножения 3,9 (фиг.2) можно использовать блоки вычислительных операций типов БВА-П комплекса АСЭКР, БВО-2 комплекса АКЭСР второй очереди, математический субблок типа Ф5178 (БМАУ1) комплекса СУПС и др. (Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог. - М., 1984, с. 49, 63). As blocks of division 28, multiplication of 3.9 (Fig. 2), one can use blocks of computational operations of types BVA-P of the ASECR complex, BVO-2 of the AKECD complex of the second stage, a mathematical subunit of the type F5178 (BMAU1) of the SUPS complex, etc. industrial devices and automation equipment. Part 1: Nomenclature catalog. - M., 1984, p. 49, 63).

В качестве измерителя рассогласования и сумматоров 5, 6, 23, 24 можно использовать блоки кондуктивного разделения и суммирования типа БКР1, вычислительных операций типа БВО комплекса АКЭСР(Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог, - М., 1984, с. 76) и др. As a mismatch meter and adders 5, 6, 23, 24, you can use conductive separation and summation units of the BKR1 type, computing operations of the BVO type of the AKESD complex (State System of Industrial Instruments and Automation Means. Part 1: Nomenclature Catalog, - M., 1984, p. 76) and others.

В качестве регулятора 2 можно использовать, например, регулирующие устройства типа РБА комплекса АКЭСР (Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог, - М., 1984, с. 82), а в пневматическом варианте регулятор ПРЗ.21 (Автоматические приборы и вычислительные системы: Справочное пособие./Под ред. Б.Д.Кошарского. - Л. : Машиностроение, Ленинградское отделение. 1976, с. 272-274) и др. As a regulator 2, you can use, for example, RBA-type regulating devices of the AKESD complex (State System of Industrial Instruments and Automation Means. Part 1: The Nomenclature Catalog, - M., 1984, p. 82), and in the pneumatic version the regulator PRZ.21 ( Automatic Devices and Computing Systems: Reference Guide / Edited by B.D. Kosharsky. - L.: Mechanical Engineering, Leningrad Branch. 1976, p. 272-274) and others.

В качестве блоков 11, 27, 30 памяти (фиг.2) можно использовать устройства (Полевые транзисторы и интегральные микросхемы: Технический каталог./ ЦНИИ. - М.: Электроника. 1975, с. 85, рис. 20), а также устройства выборки и хранения (УВХ) (функциональные схемы одно- и двухкаскадных УВХ приведены Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Пpименение прецизионных аналоговых ИС. - М.: Радио и связь, 1981, с. 179-182). Кроме того, блок памяти можно реализовать на базе средств комплекса "Микродат" с использованием элементов памяти КС54.05, КС54.07, КС54.08, КС54.09, КС54.34 (Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог. - М., 1984, с. 91-92) и др. As the blocks 11, 27, 30 memory (figure 2), you can use the device (Field effect transistors and integrated circuits: Technical catalog. / Central Research Institute. - M .: Electronics. 1975, S. 85, Fig. 20), as well as devices sampling and storage (UVX) (functional diagrams of one- and two-stage UVX are given by Alekseenko AG, Kolombet EA, Starodub GI. Application of precision analog ICs. - M .: Radio and communication, 1981, p. 179 -182). In addition, the memory unit can be implemented on the basis of the Microdat complex using memory elements KS54.05, KS54.07, KS54.08, KS54.09, KS54.34 (State system of industrial devices and automation. Part 1: Nomenclature catalog. - M., 1984, pp. 91-92) and others.

В качестве блока 26 выделения модуля можно использовать, например, субблоки вспомогательных функций и комплекса СУПС (Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог. - М., 1984, с. 81). Блоки выделения модуля можно реализовать также на основе схем (Марков С.И., Юсупов Р.М. Функциональные устройства простейших беспоисковых самонастраивающихся систем. - Л. : Энергия, Ленинградское отд-ние, 1970, с. 68-69, рис. 43, 44). As the block 26 allocation module, you can use, for example, subunits of auxiliary functions and the EMS system (State system of industrial devices and automation. Part 1: Nomenclature catalog. - M., 1984, p. 81). Blocks for module isolation can also be implemented on the basis of circuits (Markov S.I., Yusupov R.M. Functional devices of the simplest searchless self-tuning systems. - L.: Energia, Leningradskoe Otdel, 1970, pp. 68-69, Fig. 43 , 44).

Пороговый элемент 60 (фиг.6) можно реализовать, например, так как показано в книге (Райзен С.С., Стефанович Т.Х. Магнитные усилители в электроприводе и автоматике. - М.: Энергия, 1970, с. 478. Аналоговое запоминающее устройство (блок 58, рис. 6) может быть реализовано так, как показано в книге Райзен С.С., Стефанович Т.Х. Магнитные усилители в электроприводе и автоматике. - М.: Энергия, 1970, с. 125. Блоки 25 и 61 задержки (фиг.2 и 6) можно реализовать различными способами. К ним относятся использование пассивных четырехполюсников, использование активных четырехполюсников (с применением операционных усилителей), использование запоминающих конденсаторов, использование магнитной записи (Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. - М.: Государственное изд-во физ.-мат. литературы, 1959, с. 361-375). Кроме того, при реализации предлагаемой системы на базе УВМ (например, УВК СМ-2М и др.) блок запаздывания легко реализовать путем использования массива запаздывания, в первую ячейку которого информация записывается, а из последней считывается. При каждом вызове программы на выполнение организуется сдвиг информации в массиве от начала к его концу. Число ячеек запаздывания легко определить из соотношения
N =

, где N - требуемое число ячеек массива запаздывания;
τ - время запаздывания;
Н - дискретность работы программы (промежуток времени между двумя последовательными вызовами программы на выполнение).The threshold element 60 (Fig.6) can be implemented, for example, as shown in the book (Raisen S.S., Stefanovich T.Kh. Magnetic amplifiers in electric drives and automation. - M.: Energy, 1970, S. 478. Analog a storage device (block 58, Fig. 6) can be implemented as shown in the book Raisen SS, Stefanovich T.Kh. Magnetic amplifiers in electric drives and automation. - M.: Energy, 1970, p. 125. Blocks Delays 25 and 61 (FIGS. 2 and 6) can be implemented in various ways. These include the use of passive four-terminal, the use of active four-pole ikov (with the use of operational amplifiers), the use of storage capacitors, the use of magnetic recording (Kogan B.Ya. Electronic modeling devices and their use for the study of automatic control systems. - M.: State Publishing House of Physical and Mathematical Literature, 1959, 361-375) In addition, when implementing the proposed system on the basis of UVM (for example, UVK SM-2M, etc.), the delay unit is easy to implement by using an array of delay, in the first cell of which information is written and read from the last. Each time the program is called for execution, a shift of information in the array is organized from beginning to end. The number of delay cells is easily determined from the relation
N =

where N is the required number of cells in the delay array;
τ is the delay time;
N - discreteness of the program (the time interval between two consecutive calls of the program to execute).

Принципиальная схема блоков, осуществляющих запаздывание от 0,05 до 100 с, а также от 0,5 до 20 мин, приведены в книге Коган Б.Я. Электронные модулирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. - М.: Государственное изд-во физ. -мат. литературы, 1959, с. 367-373. The schematic diagram of blocks that delay from 0.05 to 100 s, as well as from 0.5 to 20 minutes, are given in the book of B. Kogan. Electronic modulating devices and their application for the study of automatic control systems. - M .: State publishing house of physical. -mat. literature, 1959, p. 367-373.

Сигналы заданий С, С₁, С₂, g(t) можно формировать, например, с помощью задатчиков комплекса СУПС (Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Часть 1: Номенклатурный каталог. - М., 1984, с. 69).The signals of the tasks C, C ₁ , C ₂ , g (t) can be generated, for example, using the control system complex SPS (State system of industrial instruments and automation. Part 1: Nomenclature catalog. - M., 1984, p. 69).

На фиг. 4 приведена принципиальная схема пневматического ПИ-регулятора (Балакирев В.С., Софиев А.Э. Применение средств пневмо- и гидроавтоматики в химических производствах. - М., Химия, 1973, с. 41). Как это видно из приведенной схемы, для реализации операции обнуления интегральной составляющей ПИ-регулятора при самонастройке системы необходимо посредством клапана 53 соединить емкость 54 с атмосферой. Клапаном 53 управляет сигнал С. При самонастройке системы он поступает на клапан 53 и далее через некоторое время, определяемое временем задержки блока 61 (фиг.6), становится равным нулю, и клапан 53 закрывается. В качестве клапана 53 можно использовать элемент УСЭППА - одноконтактный клапан ПЗК.1 (Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы: Справочное пособие./Под ред. Б.Д.Кошарского. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1976, с. 267). В книге Ялышев А. У., Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. - М.: Машиностроение, 1981, с. 352, рис. 151, приведена электрическая схема регулятора типа РБА комплекса АКЭСР. In FIG. 4 shows a schematic diagram of a pneumatic PI controller (Balakirev V.S., Sofiev A.E. Application of pneumatic and hydraulic equipment in chemical production. - M., Chemistry, 1973, p. 41). As can be seen from the above diagram, to implement the operation of zeroing the integral component of the PI controller during self-tuning of the system, it is necessary to connect the container 54 to the atmosphere via valve 53. The valve 53 is controlled by signal C. When the system is self-tuning, it enters the valve 53 and then after a while, determined by the delay time of the block 61 (Fig.6), it becomes zero, and the valve 53 closes. As a valve 53, you can use the element USEPPA - one-contact valve PZK.1 (Automatic devices, regulators and computer systems: a reference manual. / Ed. By B.D. Kosharsky. - L.: Mechanical Engineering, Leningrad Branch, 1976, p. . 267). In the book Yalyshev A. U., Razorenov O.I. Multifunctional analog control devices for automation. - M.: Mechanical Engineering, 1981, p. 352, fig. 151, the electric circuit of the RBA type regulator of the AKECD complex is given.

Для обнуления интегральной составляющей выхода регулятора необходимо в схеме интегратора шунтировать конденсатор С_и, находящийся в цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя А₁, посредством электронного аналогового ключа. При самонастройке системы сигнал С (фиг.2) поступает на управляющий вход названного ключа, в результате чего происходит шунтирование конденсатора, и выходной сигнал интегратора становится равным нулю. Через промежуток времени, необходимый для прохождения сигналов по цепям корректирующего фильтра 8, в результате пропускания блоком задержки (фиг.6) управляющего сигнала на вход ключа 63 последний закрывается, выходной сигнал блока 14 самонастройки становится равным нулю, в результате чего отключается шунт конденсатора С_и и завершена операция обнуления интегральной составляющей выходного сигнала регулятора 2 (фиг.2).To reset the integral component of the controller output, it is necessary to bypass the capacitor C _and located in the negative feedback circuit of the operational amplifier A ₁ in the integrator circuit using an electronic analog key. When the system is self-tuning, signal C (Fig. 2) is supplied to the control input of the named key, as a result of which the capacitor is bypassed, and the integrator output signal becomes zero. After a period of time necessary for the signals to pass through the circuits of the correction filter 8, as a result of the delay block (Fig. 6) passing the control signal to the input of the key 63, the latter is closed, the output signal of the self-tuning unit 14 becomes zero, as a result of which the capacitor shunt C is turned off _and and completed the operation of zeroing the integral component of the output signal of the controller 2 (figure 2).

Claims (1)

САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА КОМБИНИРОВАННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ содержащая измеритель рассогласования, регулятор, первый и второй сумматоры, блок-самонастройки, корректирующий фильтр, первый и второй блоки умножения, датчик внешнего контролируемого возмущения, вход которого подключен к первому входу объекта управления и является входом внешнего контролируемого возмущения системы, а выход - к первому входу корректирующего фильтра, второй вход которого подключен к выходу блока самонастройки и к первому входу регулятора, первый выход - к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к суммирующему входу второго сумматора, второй выход корректирующего фильтра подключен к первым входам первого и второго блоков умножения, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам регулятора, второй вход которого подключен к первому входу блока самонастройки и к выходу измерителя рассогласования, вычитающий вход которого подключен к информационному выходу объекта управления, являющемуся выходом системы, а суммирующий вход является входом задания системы, второй вход объекта управления является входом неконтролируемого возмущения системы, причем блок самонастройки содержит последовательно соединенные первый, второй и третий блоки формирования управляющего сигнала, а также четвертый блок формирования управляющего сигнала, блок выделения модуля, выход которого подключен к второму входу третьего блока формирования управляющего сигнала, к задающим входам первого, второго и четвертого блоков формирования управляющего сигнала подключены сигналы задания, корректирующий фильтр содержит последовательно соединенные блок деления, управляемый ключ, первый блок памяти, блок умножения, выход которого является первым выходом корректирующего фильтра, вторым выходом которого является выход первого блока памяти, первым входом - второй вход блока умножения, подключенный к первому входу блока деления, а вторым входом - управляющий вход управляемого ключа, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно введены первый, второй и третий управляемые ключи и блок памяти, вход которого подключен к выходу первого управляемого ключа, а выход - к информационному входу второго управляемого ключа, выход которого подключен к вычитающему входу второго сумматора, а управляющий вход - к управляющим входам третьего и первого управляемых ключей и к выходу блока самонастройки, второй вход которого подключен к управляющему выходу объекта управления, третий вход которого подключен к выходу второго сумматора, суммирующий вход которого подключен к третьему входу корректирующего фильтра, второй вход первого сумматора подключен к выходу третьего управляемого ключа, информационный вход которого подключен к выходу первого блока умножения, выход второго блока умножения подключен к информационному входу первого управляемого ключа, причем в блок самонастройки дополнительно введены последовательно соединенные пятый блок формирования управляющего сигнала и первый сумматор, последовательно соединенные шестой блок формирования управляющего сигнала и второй сумматор, последовательно соединенные седьмой и восьмой блоки формирования управляющего сигнала, а также блок задержки, вход которого является первым входом блока самонастройки и подключен к входу блока выделения модуля и к вторым входам пятого, седьмого, второго, шестого и восьмого блоков формирования управляющего сигнала, а выход - к первым входам первого и четвертого блоков формирования управляющего сигнала, вторые входы которых соединены и являются вторым входом блока самонастройки, а выходы подключены соответственно к вторым входам пятого, седьмого и шестого блоков, формирования управляющего сигнала, выход восьмого блока формирования управляющего сигнала подключен к второму входу второго сумматора, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, третий вход которого подключен к выходу третьего блока формирования управляющего сигнала, а выход является выходом блока самонастройки, к задающим входам пятого, седьмого, шестого и восьмого блоков формирования управляющего сигнала подключены сигналы задания, в корректирующий фильтр дополнительно введен второй блок памяти, выход которого подключен к второму входу блока деления, а вход является третьим входом корректирующего фильтра. SELF-ADJUSTABLE COMBINED CONTROL SYSTEM containing a mismatch meter, a regulator, first and second adders, a self-tuning block, a correction filter, first and second multiplication blocks, an external controlled disturbance sensor, the input of which is connected to the first input of the control object and is the input of an external, controlled disturbance output - to the first input of the correction filter, the second input of which is connected to the output of the self-tuning unit and to the first input of the controller, the first output - to ne the first input of the first adder, the output of which is connected to the summing input of the second adder, the second output of the correction filter is connected to the first inputs of the first and second multiplication units, the second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the controller, the second input of which is connected to the first input of the self-tuning unit and to the output of the mismatch meter, the subtracting input of which is connected to the information output of the control object, which is the output of the system, and the summing input is the input specified I am the system, the second input of the control object is the input of an uncontrolled disturbance of the system, and the self-tuning unit contains the first, second and third control signal generating blocks connected in series, as well as the fourth control signal generating block, the module selection block, the output of which is connected to the second input of the third forming block control signal, reference signals, correction filter are connected to the input inputs of the first, second and fourth blocks of the formation of the control signal contains a series-connected division block, a controlled key, a first memory block, a multiplication block, the output of which is the first output of the correction filter, the second output of which is the output of the first memory block, the first input is the second input of the multiplication block connected to the first input of the division block, and the second input - the control input of a managed key, characterized in that, in order to improve the accuracy of regulation, additionally introduced the first, second and third managed keys and a memory unit, the input of which is connected to the output of the first managed key, and the output to the information input of the second managed key, the output of which is connected to the subtracting input of the second adder, and the control input to the control inputs of the third and first managed keys and to the output of the self-tuning unit, the second input of which is connected to the control output of the object control, the third input of which is connected to the output of the second adder, the summing input of which is connected to the third input of the correction filter, the second input of the first adder is connected to the output of the third a controlled key, the information input of which is connected to the output of the first multiplication unit, the output of the second multiplication unit is connected to the information input of the first controlled key, and the fifth control signal generating unit and the first adder, the sixth control signal generating unit connected in series are additionally introduced into the self-tuning unit the second adder, the seventh and eighth control signal generating units connected in series, as well as a delay unit, input which is the first input of the self-tuning unit and is connected to the input of the module selection unit and to the second inputs of the fifth, seventh, second, sixth and eighth control signal generating units, and the output to the first inputs of the first and fourth control signal generating units, the second inputs of which are connected and are the second input of the self-tuning unit, and the outputs are connected respectively to the second inputs of the fifth, seventh and sixth blocks, generating a control signal, the output of the eighth block of forming a control signal ala is connected to the second input of the second adder, the output of which is connected to the second input of the second adder, the output of which is connected to the second input of the first adder, the third input of which is connected to the output of the third control signal generating unit, and the output is the output of the self-tuning unit, to the fifth the seventh, sixth and eighth blocks of the formation of the control signal are connected reference signals, the correction filter additionally introduced a second memory block, the output of which is connected to the second input of the unit and dividing, and the input is the third input of the correcting filter.

Images