CS224454B1 - Zařízení pro struktume-optimální přizpůsobení regulátoru objektu regulace - Google Patents

Abstract

Zařízení pro struktumě-optimální přizpůsobení regulátoru regulačnímu objektu, zejména u elektropohonů s regulací rychlosti otáčení. S přihlédnutím k vznikajícím stochastickým, nebo stochastickým a determinovaným poruchám zátěže a/nebo zadaných hodnot, vytváří se zařízení pro strukturně-optimální přizpůsobení, jež ve srovnání se známou metodou optimalizace veličin zabezpečuje minimálně možnou kvadratickou chybu s ohledem na stabilitu regulační soustavy. Bylo zjištěno, že se pro mnohookruhové soustavy musí ustavit M - zesílení P-regulátoru 4krát větší než zesílení, odpovídající optimu veličin. Při vzniku determinovaných nebo stochastických a determinovaných veličin zadané hodnoty je účelné uvažovat o dodatečném uhlazení zadané hodnoty s určitou časovou konstantou.

Description

224 4S4 HA3BAHHE Μ30ΕΡΕΤΕΗΙΊΗ

ΪΟΤρΟΗΟΤΒΟ βΛΗ CTpyKTypH0-0nTHM3JIBH0r0 COTJiaCOBaHHH peryJLHTO-pa c οόΐ,θκτοΜ peryjiiípoBaHKH OÓJiaCTB ΠρΗΜΘΗΘΗΗΗ Η3Ο0ρθΤΘΗΗΉ H3oópeTeHne KacaeTcn ycTpoHCTBa, nonycKaiomero οπτημβλβηοθcorjiacoBaHiie peryjiHTopa c οόΐ,βκτοΜ peryjiHpoBSHiiH MHOTOKOHTyp—HOH ΟΗΟΤΘΜΗ peiyJEHpOBaHHH πρπ Β03ΗΗΚΗ0ΒΘΗΗΗ CTOXaCTHHeCKHXcocTaBjíaioiííHX cHTHajia BO3nefícTBHH, npenMymecTBeHHo y οπθκτρο-npHBona c peryjmpoBaHKeM οκοροοτπ BpameHHH.

XapaKTepHCTHKa εββθοτηηχ τβχΗΗΗβοκπχ pemeHHH

PeryjmpyeMHe θηθκτροπρΗΒοηπ npezMymecTBeHHO BEinojmaioTCH κβκMHOrOKOHTypHHe CHCTeMH peryjIHpOBSHHH CO ΟΓΛΒΚΗΒΘΗΗΘΜ H de3crjiaaíHBaHHH 3anaHH0H βθληηηηη, κοτ'ορπθ ycTaHasjízBaioTca cornac-HO Η3ΒΘ0ΤΗΗΜ ΜΘΤΟβθΜ OHTHMH3aiíHH: ΠρζρΗΒΗΗΒΒΉΗΘ ΒΘ^ΙΞΗΗΗ, ΟΠΤΗ-MyM ΠΟ BeJIHBHHe Η ΟΗΜΜΘΤρΗΗΗΗΗ ΟΠΤΗΜγΜ. ΠρΗ 3THX yCTSHOBJíeHHHXnpn hhcto ,ξθτθρΜΗΗΗΟΤΗΗθοκοΜ nonxoye xapaKTepHCTHKa KanecTBaperyjiHpoBaHHH προποχοηΗτ napaMeTpaMH nepexonHOH (pymcizzH, kbkBpeMeHH peryjsHpoBaHHH, BpeMeHH ycTaHOBJíeHHH οηοτθμη peryjizpo-BaHHH H ΒΘΠΗΗΕΗΟΞ BHÓpOCa. ϋτΟΧΒΟΤΗΗΘΟΚΗβ CHTHaJIH ΗΘΒ03Μ0ΚΗ0xapaKTepH30BaTB tokem odpa3OM. ΟηΗβκο Ha πρηκτΗκβ dojininee ko-jwnecTBO cjiynaHHHX CHTHaJioB coctoht H3 ηθΤθρΜΗΗΗροΒΟΗΉΗΧ zCTOxacTHnecKHX cocTaBJímoíHHX cnrHaJia. Hoctohhho ysejinHEBaionee,donee ιυιοτκοθ οβη3ΗΒ3ΗΗΘ ynpaBJíaeMoro oneKTponpHBona c τθχηοηο-rHnecKHM nponeccoM, BKjnonan οοβοθηβή hobhx τθχηοηογηηθοκηχ od-jiacTen 3KciuryaTaiíHH, πριίΒοηητ κ yBejiHHeHHio cTOxacTKnecKHX coc-TaBJíHiQiííHX cHTHajia b odineM cjiynaHHOM οηγηθηθ bo3.hohctbeh b chc-TeMax peryjinpoBaHHS οηβκτροπρΗΒοηοΒ. Ochobhhmh βο3.ιτθηοτβηημηnpn peryjmpoBaHHH πρηβο.ϊτοβ hbjihíotch 3anaHHan BejiHHHHa οκοροοτπ.BpameHHH h Harpy3Ka. ΠροΒβπβΗΗΗθ Hccjie^oBaHHH noKa3HBaioT, htoCTOxacTHHecKaa οοοτββ,ηττιϊι3Η no moiiihocth CHrnajia μοκθτ οοοτθβ-JLHTB no 25 %. HocpenCTBOM Η3ΒΘΟΤΗΗΧ CnOCOdOB ΠρκρΟΒΗΗΒΘΉΗΗ Be-JIHHHH yHHTHBaiOTCH TOJTBKO ηθΤθρΜΚΗΗρΟΒΟΉΗΒΙΘ COCTaBJLHTlíTEe CHTHa-Jia Β03.ΗθΗ0ΤΒΚΗ. ECJTH ΗΜθίΰΤΟΗ ΟΤΟΧΒΟΤΗΗΘΟΚΗΘ CHTHaJIH, TO ΚΜΘΘΤ- --2- 224 454 CH B03M0KH0CTB ΠρίϊΜβΗΟΗΙΙΗ ΟρββΗΘΜ KBajZpaTHHe CKOÍÍ OIHIIÓKH KBKκρκτθρκΗ Ka^ecTBa, KOTopan nonnHa οτβτβ μηηημυμομ. Btra-íCJieHiiHH K3MepeHKH 9TOÍÍ OHIHÓKH ΠΟΚΒ3ΗΒ3Κ3Τ, HTO OIITWM no ΒβηηηΚΗθ HΟΗΜΜΘτρηηβοκηη onTHMyM yn.e ηθ ΒΒΛΗίοτοη no,nxo;nwtMH MeTonawnonTHMJí3aiiKH azlh ycTpaHOHiw cajvion MajiOHBKOM ouiHÓKH peryjinpoBa-HIIH. Πρη M3BecTHBix ycTanoBJíeHEHX no οπτημβλιβηοη ΒβηιπΗΗθ Ha peryjin-τορθ ycTaHaBJfflBaeTCH II-cocTaBJLHioiiíaH Π-peryjiHTOpa cornacHo co- οτΗοπβΗΗΚ) τ · m V =---------------- K 2 o vs . ΠρΚΗΘΜ VR - Π - ycnneHne peryjiHTopa

V - ycnneHHe oá&eKTa perynHpOBaHHH s τ - MexamrcecKas ποοτο-HHHan βρομθηη προο^Ηοη m οηοτθμη

T „ cyMMapHaa ποοτοηηηθβ: βρθμθηη juik hsjiosohhoíí οηοτθμηperyjmpoBaHHH

HeJIB Η300ρβΤΘΗΚΗ IíeJIBK) Η3Ο0ρθΤβΗΗΗ HBJLHQTCH ΠΟ^ΗβΗΖβ £JIH ΘΛΘΚΤρΗΗΘΟΚΗΧ ΟΗΟΤΘΜperyjmpoBaHHH c βο3£θηοτβηθμ cToxacTiríecKHX BO3MymeHHŽ ycTpon-cTBa CTpyKTypHO-onTEMajiLHoro cornacoBaHUH peryjiHTopa, kotopbihno cpaBHeHino c cymecTByíoiwoi MeTonaMH οπτβμη3βιτιπϊ oóeonennBaeTdonee βηοοκοθ KanecTBO peryjinpoBaHHH. H3JioseHHe cyumocTH η300ρθτθηβη - TexHEHecKafl sahana, pemaeMan ιϊ300ρθτθηηθμ B ocHOBy Η3οόρβτθΗΕΗ nojiosena 3a.nana noJiynuTL ycTpoňcTBo cTpyK-TypHO-onTHMSJíBHoro corjiacoBaHza peryjiHTopa £jih MHoroKOHTypHHXοηοτθμ peryjiEpoBannH, κοτοροθ npn OTOxacTimecKiíx cocTaBjmioiííHxCHTHaJia BO3JTSHCTBE0 ΟόθΟΠΘΗΗΒΒΘΤ MKHHMaJIBHO B03M0KHyK) KBaBpaTH-necKyio oinnóKy c yneTOM ycTofíHHBocTH οηοτθμη perynnpoBSJiKH. 224 434

CTpyKTypHO-onTiarajiBHoe comacoBamie perynaTopa I ocyinecTBJía-6TCH. B BH^e Π-peryjIHTOpa, HO OTHOCHTeJIBHO yCTaHOBJíeHHH noonTHMaJiBHOH BeniBíHHe c Π-ycHJieHiieM T. VR =

'S T“ /3/

TaKHM oópa3OM, pna xapaKTepHCTnaecKoro ypaBHenna 3aMKHyTOHCHCTeMH peryjffipoBaHiíH nonynaeTca

Fg(p) = 'T------- /*·

"S"“ P /4/ -r— Πο 3T0My ycjiOBino yCTaHOBJíeHHH peryjiHTopa bhaho, hto ycmieHneperyjMTopa nonxHO ycTaHaBnnBaTBca b 4 pa3a óojibiiihm, ηθμ ycnne-Hze no onTiaiajiLHon BenunnHe jyis λοοτιεκθηηη caMon ManeHLKoncpe^HeKBa^paTunecKOH oiuhÓkh npn cToxacTnaecKnx, jmdo cToxacTn-necKEX h ^eTepMHHHpoBaHHHx BO3MynieHirií Harpy3KH h/hjdí 3a.naHHHx3HaneHzn. ΚροΜΘ τογο, οηοτθμθ peryjinpoBaHna npe#BKmoneH θλθμθητ crnasn-ββηηη 3aAaHHoro 3HaneHEH 4 c MaTeMaTEraecKHM ypaBHeHzeM nepena-τοηηοη ί>Ηκιτηη sjíeMeHTa ομ3εηβηηηη 1 PG(p) =----------- /5/

1 4- PTG nocTOHHHaa βρθμθηη κοτοροηο .nojcsHa óhtl TG = 1,2 . /6/ T.e. b 1,2 pa3a dojame, ηθμ cyT^iapHaa nocToaimaa βρθμθηγι Ha-JIOSeHHOK ΟΚΟΤΘΜΗ peryjlEpOBaHEH, HTOÓH npn βθΤθρΜΕΗΗρΟΒΘΗΗΗΧΗ3ΜΘΗΘΗΗΗΧ 3a.HaHH0r0 3ΗΒΗΘΗΗΗ ηΟΟΤΕΓΟΛΌΟΒ ΜΗΚΟΕΜΗΗΒΗΟΘ OTKJIOHe·Hne, paBHHioineecH 5 %.

Ecjm cncTeivia peryjmpoBsnna ημθθτ sahany, cnenosaTB CTOxacTH-necKOMy sanaxaiíer.iy βο3#θηοτβηκ>, to, θοτθοτβθηηο, ηθ βηπολήηθτοηcrjiasnBaHne sa.naHHoro 3HaneHHa. - 3 - 224 454 Η300ρΘΤ6ΗΗβ JZOJDKHO dtlTB ΠρΗΜβHKMHM ΤΒΚΧΘ ΠρΚ B03fleKCTBHHX, C0-ítepnaiipíx CTOxacTHnecKize h αθτθρμηηιτροβηηηηθ cocthejihkhíms CKraa-JIOB. - HpH3HaKH Η3Ο0ρθΤθΗΠΗ OÓHapy?KeHo, ητο πρη βο3ηηκηοβθηηη CToxacTnaecKnx, nndo CTOxac-TEraeCKHX H ^eTepMHHHpOBaHHHX B03MyiEieHKHX Harpy3KH h/hJIH 3an;aH-hhx 3HaHeHxax cTpyKTypHO-onTEMajiLHoro coiviacoBaHHH peryjiH-Topa c οόϊ,βκτοΜ peryjmpoBaHHH b MHoroKOHTypHoii οηοτβΜβ peryjin-pOBHHKH C npe.UBKJIIOBeHHtBÍ 3ΛΘΜΘΗΤ0Μ CrJiaJSHBaHHH JZ0JDK6H ÓHTB ΙΤρβ-jnycMOTpeH Π-peryjiHTop, H-ycnneHne κοτοροΓο b 4 pa3a dojr&uie nocpaBHeHino c ycHJieHneM, nojiyneHHHM πρκμθηθηηθμ MeTOjza npnpaBHn-BaHKH BejnraiH, n htc- npweHaeTcn θλθμθητ 33jzepjKKH nepBoro no-pa.nxa xax sjibmoht ογλκχιίβηβηβ . B ΒΗΓο.ίξΗΟΜ HcnojiHeHHH npe^jiaraeMoro peuieHnn nocTOHHHan BpeMeHn3JieMeHTa 3a^epHtKH nepBoro nopajnca ημθθτ 3HaneHne, κοτοροβ b1,2 pa3a dojimie cyMMapHoĚ ποοτοηηηομ βόθμθηη ηβλόηοηηοη οηοτβ-mh peryjinpoBaHKH.

HpHMep HcnojnieHHfi H3odpeTeHHff IÍ3odpeTeHHe ποηοηβότοη racse nojzpodHee na npnMepe ηοποληοηκηH30dpeTeHHH.

Ha $nrype noxa3aHa ynpomeHHaa cxewa npoxosJzeHHH cEmaJia οηβκτροnBHraTejiH nocTOHHHoro Tona napajuiejiBHoro BO3dya.neHna, οκοροοτΒBpaineHHH κοτοροΓο peryjinpyeTca nocpe.ncTBOM μηογοκοητυρηοη ceec-τθμη peryjrapoBaHna, c peryjLSTopoM I η odtexTOM perynnpoBannn2; 3 c MaTeMaTimecKHM οπηοβηηθμ nepe.naTOHHon rayHKiTini peryjiHTO- pa I vR O+ρϊ"R) η nepenaTonnoH coyHKnini odxexTa perynupoBaniiH 2; 3 vs *S(p) = ----------------- pTm (1+pT^ ) /2/ 224 454 ΚρΟΜβ ΤΟΓΟ πρπ H30ÓpaK0HH0M peryjnípOBaHHIÍ CKOpOCTH BpaiIíeHJWH3oópeTeHHoe ycTpofícTBO πρΗΜθΗΗθτοπ h b ^pyrxx cxcTeMax peryjní-poBaHiw, jyw κοτορκχ nojiynaioTCH θκβηβ&πθητηηθ xapaKTepHCTinec-Kne ypaBHSHíis 3aMKHyT0Íí cxcTew peryjixpoBaHHH corjiacHo ypaBHe-HHK) /4/ C ΠΟΜΟΙΙίΒίΟ CTpyKTypHO—ΟΠΤΗΜΒΛΙΒΗΟΓΟ COrJiaCOBaHHH. ΚρΟΜθ ΤΟΓΟ H30ÓpeTeHHe ΠρΗΜΘΗΗβΤΟΗ JW OnTHMH3aiZKH ΙίΗώρΟΒΗΧperyjfflpoBaHHH, 3anporpajwíHpoBaHHHX scecTKO xjih cboóojího. ΠρΗΜΘΗβΗΗΘΜ Ιϊ300ρ6ΤΘΗΗ0Γ0 yCTpOHCTBa flOGTHTaeTCH dOJiee ΒΗΟΟΚΟΘKaBtecTBO τθχηοπογηηθοκογο npouecca jihóo η3γοτοβηθηηηχ npojiyK-tob (tohhoctb pa3Mepa, £onycKH, xapaKTep ποβθρχηοοτη).

KpoMe Toro B03HHKaioT yMeHBiueHHHH μθχηηηηθοκηη H3hoc, Jindo yMeHB-meHHaa θλθκτρηήθοκθη Harpy3Ka jveh ochobhhx θηθμθητοβ οηοτθμηperyjmpoBaHHH (My$ra, πρηβοληηθ MexaHH3i4H, npeodpa3OBaTejin το-na) . ' 6 -

ΦΟΡίνΟΑ M30EPETEHRH 224 434

1. ΪΟΤρΟΗΟΤΒΟ CTpyKTypHO—ΟΠΤΗΜεϋΙΒΗΟΓΟ corjiacoBaHHH peryjiHTopa c οόΐ,θκτοΜ peryjmpoBaHKH b μηογοκοητυρηοη οηοτθμθperyjmpoBaHHH c npej^KJnoneHHBíM θλθμθητομ crjiaKHBaHEH 3asaHHoro3HaHSHHH HpH Β03ΗΗΚΗ0ΒΘΗΙΏΪ CTOXaCTIBieCKIIX JIKÓO CTOXaCTKTíeCKHXH βθΤθρΜΠΉΗρΟΒείΉΗΗΧ BO3MymeHHH Harpy3Kn h/kHH 3a£aHHHX 3ΗΗΗ6—Hun, OTJiiríaioiiíeecH τθμ, ήτο b KanecTBe peryjiHTopa npe.aycMOTpeHΠ-peryjíHTop (I), Π-ycHJieHiíe κοτοροΓΟ b 4 pa3a ÓojiBme, neM ycn-JieHHe npn cnocode npnpaBHiíBaima βθλπϊήιιη, η θλθμθητ 3aj;epjKKiinepBoro nopa^Ka πρημθηηθτοη κβκ θλθμθητ crnaramaHna 3a£aHHoro3HaHeHHH (4). 2. ycTpoíícTBo no nyHKTy I, oTJiznajoiiíeecn τθμ, ητο ποοτοηηηβηβρθμθηη (Tg) sjíeMeHTa 3a£epjKKH (4) nepBoro nopjwa ημθθτ 3Ha-neHze, κοτοροθ b 1,2 pa3a dojn>me 3HansHHH cywapHofi hoctohhhoSΒρθΜθΗΗ (T^ ) HajiojseHHOH οηοτθμη peryjmpoBaHKH. 224 434 ΑΗΗΟΤΑΙΒΗ ϊοτροηοτΒΟ cTpyKTypHO-onTwajiLHoro corjiacoBaHiw peryjiaTopa cοόϊ,θκτοΜ peryjiKpoBaHiw, b nacTHocTH b sjíeKTponpmo^ax c pe-ryjmpoBaHiieM οκοροοτη BpaiiíeHiw. CnnTaB: B03HHKaioiiíne CToxacTH-ΉβΟΚΗΧ, JDldO ΟΤΟΧΒΟΤΜΉΘΟΚΚΧ H ΛΘΤθρΜΗΗΗρΟΒΘΗΗΗΧ B03MymeHítííHan?py3KH h/ioh sa/iaHHHX SHanenníí, oos^aeTcn ycTponcTBo pnacτpyκτypHO-oπτI¢ϊvϊaJIL·HOΓO coiyiacoBaHKH, κοτοροθ no cpaBHeHinoC Η3ΒΘ0ΤΗΗΜ ΜΘΤΟβΟΜ 0ΠΤΗΓΛΗ3ΒΙΙΗΗ BOJUPIHH odecneHKBaeT MHHH—MajiBHo B03MOSHyio KBa^paTnnecKyio oinndKy c yneTOM ycTofiwBoc-th οηοτθμη peryjinpoBaHKH. Hal^eno jyin MHoroKOHTypHBix οηοτθμ,ητο ΛοηκΗο duTB ycTanoBJíeHo M-ycmieHne Π-pepyjMTopa b 4 pa3adojiLiue, ήθμ ycnnenne, nonynaeMoe no onTiaiyW BenunnH. Upnβο3Ηηκη0βθηηη AeTepMnHnpoBaHHtix, nudo cToxacTnnecKHX n £eTep-MnHnpoBaHHBix βθλιβήϊη 3a£anHoro 3HaneHKa nBnneTcn n;ejiecoodpa3-hhm npe£ycMOTpeTB λοποληητθλβηοθ crjiaxcKBaKHe 3a.H3iiHoro 3Ha-hohkh c onpe^eneHHOH ποοτοηηηοκ βρθμθηη.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU 224 454 1· Zařízení pro strukturně-optimální přizpůsobení regulá-toru objektu regulace v mnohookruhové regulační soustavě s před-řazeným uhlazovacím členem zadané hodnoty při vzniku stochastic-kých nebo stochastických a determinovaných poruch zatížení a/ne-bo zadaných hodnot, vyznačující se tím, že regulátor je tvořenP-regulátorem (1), jehož P-zesílení je 4krát větší než koefi-cient zesílení u způsobu porovnání absolutních veličin a uhla-zovací člen (4) zadané hodnoty je tvořen zpožďovacím členem za-dané hodnoty prvního řádu.
2. 2« Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že časová kon stanta (T ) zpožďovacího členu prvního řádu má hodnotu, která jeε 1,2krát větší než hodnota součtové časové konstanty použité regulační soustavy. 1 výkres Uznáno vynálezem na základě výsledků expertizy,provedené Úřa-dem pro vynálezectví a patentnictví, Berlín, DD