CS229986B1 - Číslicový regulátor s proměnlivou štruktúrou - Google Patents

Abstract

Vynález patři do odboru elektrotechniky a rieši zapojenie číslicového regulátora s proměnlivou štruktúrou pre číslicové Sašovo optimálně riadenie sústav II. rádu s jedno-jednoznačnou optimálnou prepina- cou křivkou pre kvázioptimálne riadenie sústav vyšších xádov. Jeho podstata je v tom, že komparétor je spojeny cez lineár- ny xiadiaci blok, cez ověřovací blok na obmezovací blok, pričom na druhý výstup komparátora je připojený nelineérny ria- díaci blok. Vynalez je znázorněný na prilo- ženom výkrese.

Description

229 986

Vynález ea týká číslicového regulátora s premenlivouštruktúrou pře číslicové časovo optimálně riadenie sústav II.rádu a kvázioptimálne riadenie sústav vyšších rádov s obme-dzenou hodnotou akčněj veličiny.

Doteraz známe číslicové regulátory s premenlivou štruk-túrou pre časovo optimálně riadenie sústav II· rádu s ohme*·

X X dzenou hodnotou akčnej veličiny pozostavajú z dvoch kompara-torov, z lineárneho a nelineárneho riadiaceho bloku, připad-ne dalších dvóch blokov pře óbmedzenie hodnoty akčnej veli-činy, určovanéj blokom lineárneho riadenia. Nevýhody týchtoregulatorov sú v ich zložitěj štruktúre a v ich pomalej čin-nosti* při nezměněných funkčných vlastnostiach.

Uvedené nédostatky sú odstránené číslicovým regulátoroms premenlivou štruktúrou pre číslicové časovo optimálně ria-denie sústav II· rádu s jedno-Jednoznačnou optimálnou křiv-kou a pre kvázioptimálne riadenie sústav vyšších rádov pra-cujúcich s obmedzenými hodnotami akčnej veličiny podlá vyná-lezu, ktorého podstata je v tom, že prvý vstup komparatora , » je připojený na vstup lineárneho riadiaceho bloku, ktoréhovýβtup je spojený s výstupom nelineárneho riadiaceho bloku,na vstup ktorého je připojený druhý výstup komparátora. Ďa-lej je výstup lineárneho riadiaceho bloku připojený na vstupoverovacieho bloku, ktorého prvý výstup je spojený s výstu- 229 989 porn obmedzovacieho bloku a s výstupom nelineárneho riadia-ceho bloku a ktorého druhý výstup overovacieho bloku je při-pojený na vstup obmedzovacieho bloku· Výhody zapojenia regulátora podl‘a vynálezu sú v zjedno-d šení štruktúry regulátora a súčasné zrýchlenie jeho čin-nosti pri nezměněných funkČných vlastnostiach*

Na přiloženém výkrese na obr» 2 je znázorněná základnábloková schéma číslicového regulátora s premenlivou štruktú-rou a na obr· 1 je znázorněná rozšířená bloková schéma regu- látora podlá vynálezu· Základná bloková schéma podlá obr· 2 pozostáva z kompa-rátora 1, ktorého prvý výstup je připojený na vstup lineárne-he riadiaceho bloku 2, ktorého výstup je spo’jený s výstupomnelineárneho riadiaeeho bloku 2, na vstup ktorého je připo-jený druhý výstup koraparétora 1. Rozšířená bloková schéma naobr. 1 pozostáva z lineárnehe riadiaceho bloku £, ktorého vý-stup je připojený na vstup overovacieho bloku £, ktorého pr-vý výstup je spojený 3 výstupom obmedzovacieho bloku 2 a 3výstupom nelineárneho riadiaceho bloku 2 a ktorého druhý výs-tup overovacieho bloku £ je připojený na vstup obmedzovacie-ho bloku 2·

Lineárny algoritmus riadenia y KR (e’+ a^ · e ) je realizovaný blokem 2. V nasledovnom overovacom bloku £ a vupravovacom bloku 2 sa ověruje, či vypočítaná hodnota akčnejveličiny vyhovuje zadaným obmedzeniam Y(-l) £ y £. Y(l) a v případe, že vypočítaná hodnota akčnej veličiny dané obme-dzenia pokračuje, upraví sa jej hodnota na velkost? daného ob-medzenia priraděním y » Y(sign y) ·

Len medzné hodnoty nadobúda akčná veličina, pokial nie je spinená nerovnost β». sign/e/ < Cj 229 986 preverovaná komparátorom 1. Potřebná medzná hodnota akčnejveličiny je určovaná nelineárnyra blokom 2 na základe výhod-notenia polohy zastupujúceho bodu voči prepínacej krivke srovnicou P/e, e*/ - 0

Pre rýdzo astatické, no i pre mnohé cíalšie sústavy mož-né použit parabolická prepínaciu křivku opísanú rovnicemi Q - - sign e a P(e,e} -£e» + Q.TO .(K(-l) - K(l)] .^e»+ Q.Tft .(K(-l)-K(l))j-

- 2QK(Q)£e-0,5 QTq K(-l) - K(1)J kde K(Q) závisí od zosilnenia sústavy K_ a velkosti medzných0 hodnot akčnej veličinyK(Q)« -K8oY(Q), Q--1

To zasa charakterizuje velkost časových oneskorení, ktorýchvplyv chceme kompenzovat.

Samotné priradenie hodnoty akčnej veličiny možno realizo-vat příkazem

y« Y Qsign P (e,e*)J

Vhodným návrhem lineárnehe algoritmu riadenia možno prezadané hranice změny štruktúxyiegulátora zmensenie peč tu opera-ci! pri riadení v okolí požadovaného stavu zapojením reguláto-ra podlá schémy zapojenia na obr. 2. Činnost regulátora je vzásadě rovnaká ako pri zapojení na obr. 1, odpadá tu však pot-řeba overovania splnenia nerovnosti Y(-l)^· y < Y(l) s přísluš-ným nasledovným obmedzením vypočítanej hodnoty akčnej veliči-ny. 229 986

Parametre riadiacehe obvodu možno určovat analytickyalebo adaptivně· V případe nedostupnosti deriváoie regulač-nej odchylky nahrádzame túto jej diferenoiou·

Uvedený číslicový regulátor s premenlivou strukturoumožno využit pre riadenie sirokej triedy linearnyoh i neli-neárnych sústav II. rádu s jedno-jednoznačnou optiraálnou pre-pínacou křivkou /například pre riadenie všetkýoh astatiokýchsústav II· radu/. Tiež ho možno využit na riadenie sústav vyš sích rádov, ak prepínacia křivka redukovaného systému spi-na vyššie uvedené vlastnosti. Na realizaciu regulátora mož-no využit univerzélny riadiaci počítač, mikropočítač, připad-ne ho navrhnút ako jednoúčelový obvod·

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU 229 986 1. číslicový regulátor s premenlivou štruktúrou pře číslico-vé časovo optimálně riadenie sústav II· rádu s jedno-jed»noznačnou optimalnou přepínačou křivkou a pre kváziopti-málne riadenie sústav vyšších rádov pracujúci s obmedze-nými hodnotami akčněj veličiny vyznačený tým, že prvý vý-stup komparatora /1/ je připojený na vstup lineámeho % riadiaceho bloku /2/, ktorého výstup je spojený s výstu-pom nelineárneho riadiaceho bloku /3/ na vstup ktorého jepřipojený druhý výstup komparátora /1/.
2. 2 o Číslicový regulátor s premenlivou štruktúrou podl*a bodu 1vyznačený tým, že výstup lineámeho riadiaceho bloku /2/je připojený na vstup overovacieho bloku /4/, ktorého pr-vý výstup je spojený β výstupom obmedzovacieho bloku /5/a s výstupom nelineárneho riadiaceho bloku /3/ adruhý výstup overovacieho bloku /4/ je připojený na vstupobmedzovacieho bloku /5/· 1 výkres