SU1120284A1 - Бинарна система управлени - Google Patents

Abstract

БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ , содержаща  последовательно соединенные объект управлени  и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход - с входами дифференциаторов, выходы которых и выход блока сравнени  через соответствующие вторые усилители соединены с входом второго сумматора и через соответствующие последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители - с входами первого сумматора, выход которого соединен с входом умножител , выход второго сумматора подключен к входу релейного элемента , последовательно соединенного с инерционным фильтром, выход которого подключен к второму входу з ножител , -отличающа с  тем, что, с целью повьшени  качества переходных процессов системы, она содержит последовательно соедиО ) ненные блок делени , усилитель с насьщением и третий сумматор выход которого соединен с входом объекта управлени , а вход - с выходом ум- 2 ножител , подключенного первым входом к первому входу блока делени , второй вход которого подключен к выходу второго сумматопа.

Description

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию и управлени и предназначено дл  автоматического управлени  свободными колебани ми линейных динамических объектов, параметры которых мен ютс  произвольным неконтролируемым образом в любых ограниченных пределах.

Рассматриваетс  объект управлени  динамика которого описываетс  урав нением

y(t) + a(t) (t) , ..., +

+ a,(t)J (t) u(t ), где О:; (t) (i 1, . . ., n) - неизмер емые параметры объекта, диапазоны изменени  которых известны al a-(t) aj

(i Г, ..., п),

- известные константы.

где а.

Задача управлени  состоит в устранении ОЕшбки регулировани J определ емой соотношением x(t) y5(t) - y(t),

где y(t) const - задающее воздействие , далее

y(t) 0, при произвольном начальном состо нии системы и обеспечении в асимптотике независимости свойств управл емых процессов x(t) в замкнутой системе от параметров объектов управлени  a(t) (i 1, ,.., n).

Известна самонастраивающа с  система, состо ща  из объекта управлени , сумматоров, блоков.сравнени , усилителей, дифференциаторов, Змножителей, релейного и модульных элементов и корректирующего звена 1.

Недостатками этой системы  вл ютс  низка  надежность, наличие высокочастотных колебаний сигнала управлени , высока  чувствительность к помехам и неидеальност м в реализации элементов системы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  бинарна  система автоматического управлени  с координатно-параметрической обратной св зью, содержаща  последовательно соединенные объект управлени  и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом задатчика , а выход - с входами дифференциаторов , выходы которых и выход блока

сравнени  через соответствующие вторые усилители-соединены с входом . второго сумматора и через соответствующие последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители - с входами первого сумматора, выход которого соединен с входом умнохдател , выход второго сумматора подключен к входу релейного элемента , последовательно соединенного с инерционным фильтром, выход которого подключен к второму входу умножител  2J ,

Недостатком известной системы

 вл етс  наличие зависимости свойств управл емых процессов от неконтролируемого изменени  параметров объекта, что приводит к ухудшению качества переходного процесса.

Цель г- обеспечение независимости свойств управл емых процессов от произвольного изменени  параметров объекта и повышение качества переходных процессов.

Поставленна  цель достигаетс 

тем, что в бинарную систему управлени , содержащую последовательно соединенные объект управлени  и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход с входами дифференциаторов, выходы которых и выход блока сравнени  через соответствующие вторые усилители соединены с входом второго сумматора и через соответствующие последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители - с входами первого сумматора, выход которого соединен с входом умножител ,

выход второго сумматора подключен к входу релейного элемента, последовательно соединенного с инерционным фильтром, выход которого подключен к второму входу умножител , введены

последовательно соединенные блок делени , усилитель с насыщением и третий сумматор, выход которого соединен с входом объекта управлени  , а вход - с выходом умнозкител ,

первым входом подключенного к входу блока делени  (делитель), вто- рой вход которого (делимое), подключен к выходу второго сумматора.

На фиг. 1 представлена структурна  схема системы управлени ; на .фиг. 2 - то же с координатной, координатно-параметрической и параметро-координатной обратными св з ми. 3 Система управлени  (фиг. 1) сос тоит из объекта 1 управлени , зада чика 2 с выходным сигналом y®(t) const О, регул тора 3 кон тура координатной обратной св зи (КОС), формирующего сигнал u(t), задатчика 4 координатно-параметрической обратной св зи (КПОС) с выходным сигналом x(t), регул тора 5 контура КПОС, формирующего сигнал (t), функционального блока 6 формирующего сигнал c(t), задатчика 7 контура параметро-координат ной обратной св зи (ПКОС) с выходным сигналом С°, регул тора 8 контура ПКОС, формирующего сигнал U(t). При использовании координатнопараметрической обратной св зи дл  рассматриваемого класса объектов получаетс  обобщенна  схема с элементами 1-5. В подобных системах при конечных коэффициентах передачи невозможно обеспечить точное выполнение требуемого равенства (5 (t) О и, таким образом, невозможно гарантировать независимость динамических свойств замкнутой сис темы от мен ющихс  произвольным образом параметров объекта. В св зи с этим в систему вводитс  допол нительно контур параметро-координа ной обратной св зи, предназначенны дл  компенсации возникающего рассогласовани  между фактической и желаемой динамикой замкнутой систе мы. Задатчик 7 формирует сигнал С задающий желаемые динамические свойства системы, а функциональный блок 6 определ ет фактическое пове дение управл емых процессов в замк нутой системе, характеризуемое вел чиной C(t). Регул тор ПКОС-8 предназначен дл  компенсации рассогласовани  с - C(t). В результате вв дени  ПКОС получаетс  структурна  схема, представленна  на фиг. 1. Система управлени  (фиг. 2) содержит объект 1 управлени , задатчик 2 КОС, блок 9 сравнени , дифференциаторы 10, Юл, ..., lOfi-i модульные элементы 11, 112, 11f), первые усилители 12, .,., 12, первый сумматор 13, умножител 14, вторые усилители 15, ..., 15,, второй сумматор 16, релейный элемент 17, инерционный элемент 18, 844 блок 19 делени , усилитель 20 с насыщением , третий сумматор 21. Предлагаема  бинарна  система функционирует следующим образом. Сигнал yS(t) с выхода задатчика 2 сравниваетс  с сигналом y(t) с выхода объекта 1 управлени  в блоке 9 сравнени . Полученный сигнал поступает непосредственно на вход первого юдульного элемента 11/|, а на входы других модульных элементов 11, 11-, ..., llfl- через дифференциаторы соответствуюпщх пор дков 10 , 10, ..., 10„., сигналы с выходов модульных элементов через соответствующие первые усилители 12;|, 12, ..., подаютс  на вход первого сумматора 13, с выхода которого сигнал подаетс  на вход умножител  14, сигнал с выхода блока 9 сравнени  и сигналы с выходов дифференциаторов 10, 102, ) n-1 через соответствующие вторые усилители 15, 15, ..., 15|, подаютс  на вход второго сумматора 16, полученна  на выходе второго сумматора 16 линейна  комбинаци  ошибки x(t) и ее (п-1)-ой производной  вл етс  ошибкой контура КПОС б (t), она подаетс  на вход релейного элемента 17, а сигнал с выхода релейного элемента 17 подаетс  на вход инерционного элемента 18, выход которого III (t) поступает на второй вход умножител  14, сигнал с5 (t) с выхода второго сумматора 16 подаетс  на вход делител  19 (делимое), второй вход которого подсоединен к выходу первого сумматора 13 (делиталь ), полученный на выходе блока 19 делени  сигнал С - C(t) представл ющий собой ошибку контура ПКОС, подаетс  на усилитель 20 с насыщением , сигнал с выхода которого суммируетс  с сигналом с выхода умножител  14 в третьем сумматоре 21 и подаетс  на вход объекта 1. В рассмотренной схеме контур ПКОС образуетс  блоком 19 делени , усилителем 20 с насьщением и сумматором 21 . Технико-экономический эффект предлагаемой бинарной системы управлени  с координатной координатнопараметрической и параметрической обратными св з ми заключаетс  в том, что она гарантирует более высокое качество регулировани  по сравнению с системой управлени  с координатной и координатно-параметрической обратной св зью за счет обеспечени  независимости переходных процессов от действующих на объект параметрических возмущений, что достигаетс  за счет дополнительного специальным образом формируемого в контуре ПКОС сигнала управлени  U(t) подаваемого на объект. Использование предлагаемой системы управлени  дл  управлени  процессом порционного дозировани , Tve. набора и выгрузки отдельных доз шихтовых материалов в аглодоменном производстве , позвол ет получить, как показали результаты натурноматематического моделировани , экономический эффект пор дка 100 тыс. руб. в год на одну доменную печь за счет повышени  точности набора доз до ± 0,15%. Это позвол ет повысить производительность Доменной печи на 0,4%, снизить колебани  содержани  Si в чугуне на 0,01% :и расход кокса на 0,5 кг/т чугуна.

:.Г

Фш

s

Q QOl

ij

€ ч

o

Claims (1)

1. БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая последовательно соединенные объект управления и блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход - с входами дифференциаторов, выходы которых и выход блока сравнения через соответствующие вторые усилители соединены с входом второго сумматора и через соответствующие последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители - с входами первого сумматора, выход которого соединен с входом умножителя, выход второго сумматора подключен к входу релейного элемента, последовательно соединенного с инерционным фильтром, выход которого подключен к второму входу умножителя, -отличающаяся тем, что, с целью повышения качества переходных процессов системы, (S она содержит последовательно соединенные блок деления, усилитель с насыщением и третий сумматор; выход которого соединен с входом объекта управления, а вход - с выходом умножителя, подключенного первым входом к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго сумматооа.

   SU _т, 1120284