CS229986B1 - Číslicový regulátor s proměnlivou štruktúrou - Google Patents

Description

Vynález sa týká číslicového regulátora s premenlivou Struktúrou pre číslicové časovo optimálně riadenie sústav II. rádu a kvázioptimálne riadenie sústav vyšších rádov s obmedzenou hodnotou akčněj veličiny.

Doteraz známe číslicové regulátory s premenlivou štruktúrou pre časovo optimálně riadenie sústav II· rádu s ohmeX X dzenou hodnotou akčnej veličiny pozostavajú z dvoch komparatorov, z lineárneho a nelineárneho riadiaceho bloku, připadne dalších dvoch blokov pře óbmedzenie hodnoty akčnej veličiny, určovanéj blokom lineárneho riadenia. Nevýhody týchto regulatorov sú v ich zložitěj štruktúre a v ich pomalej činnosti 'pri nezměněných funkčných vlastnostlach.

Uvedené nédostatky sú odstraněné číslicovým regulátorom s premenlivou Struktúrou pre číslicové časovo optimálně riadenie sústav II· rádu s jedno-jednoznačnou optimalnou křivkou a pre kvázioptimálne riadenie sústav vyšších rádov pracujúcich s obmedzenými hodnotami akčnej veličiny podlá vynálezu, ktorého podstata je v tom, že prvý vstup komparatora je připojený na vstup lineárneho riadiaceho bloku, ktorého výβtup je spojený s výstupom nelineárneho riadiaceho bloku, na vstup ktorého je připojený druhý výstup komparatora. Ďalej je výstup lineárneho riadiaceho bloku připojený na vstup overovacieho bloku, ktorého prvý výstup je spojený s výstu229 989 pom obmedzovacieho bloku a s výstupom nelineárneho riadiaceho bloku a ktorého druhý výstup overovacieho bloku je připojený na vstup obmedzovacieho bloku·

Výhody zapojenia regulátora podl‘a vynálezu sú v zjednod šení struktúry regulátora a súčasné zrýchlenie jeho činnosti pri nezměněných funkČných vlastnostiach*

Na přiloženém výkrese na obr. 2 je znázorněná základná bloková schéma číslicového regulátora s premenlivou štruktúrou a na obr· 1 je znázorněná rozšířená bloková schéma regulátora podlá vynálezu.

Základná bloková schéma podlá obr. 2 pozostáva z komparátora 1, ktorého prvý výstup je připojený na vstup lineárnehe riadiaceho bloku 2, ktorého výstup je spo’jený s výstupom nelineárneho riadiaeeho bloku £, na vstup ktorého je připojený druhý výstup koraparétora 1. Rozšířená bloková schéma na obr. 1 pozostáva z lineárnehe riadiaceho bloku £, ktorého výstup je připojený na vstup overovacieho bloku £, ktorého prvý výstup je spojený 3 výstupom obmedzovacieho bloku £ a s výstupom nelineárneho riadiaceho bloku £ a ktorého druhý výstup overovacieho bloku £ je připojený na vstup obmedzovacieho bloku £·

Lineárny algoritmus riadenia y K_R (e’+ a^ · e ) je realizovaný blokem 2. V nasledovnom overovacom bloku £ a v upravovacom bloku £ sa overuje, či vypočítaná hodnota akčnej veličiny vyhovuje zadaným obmedzeniam

Y(-l) £ y £. Y(l) a v případe, že vypočítaná hodnota akčnej veličiny dané obmedzenia pokračuje, upraví sa jej hodnota na velkost? daného obmedzenia priraděním y » Y(sign y) .

Len medzné hodnoty nadobúda akčná veličina, pokial nie je spi nená nerovnost β». sign/e/ < Cj

229 986 preverovaná komparátorom 1. Potřebná medzná hodnota akčnej veličiny je určovaná nelineárnyra blokom 2 ^na základe výhodnotenia polohy zastupujúceho bodu voči prepínacej krivke s rovnicou

P/e, e*/ - 0

Pre rýdzo astatické, no i pre mnohé áalsie sústavy možné použit parabolická prepínaciu křivku opísanú rovnicemi

Q - - sign e a

P(e,e} -£e» + Q.T_O .(K(-l) - K(l)] .^e»+ Q.T_ft .(K(-l)-K(l))j- 2QK(Q)£e-0,5 QT° K(-l) - K(1)J kde K(Q) závisí od zosilnenia sústavy K_ a velkosti medzných 0 hodnot akčnej veličiny K(Q)« -K₈oY(Q), Q--1

To zasa charakterizuje velkost časových oneskoréní, ktorých vplyv chceme kompenzovat.

Samotné priradenie hodnoty akčnej veličiny možno realizovat příkazem y« Y Qsign P (e,e*)J

Vhodným návrhem lineárneho algoritmu riadenia možno pre zadané hranice změny štruktúxyiegulátora zmensenie počtu operaci! pri riadení v okolí požadovaného stavu zapojením regulátora podlá schémy zapojenia na obr. 2. Činnost regulátora je v zásadě rovnaká ako pri zapojení na obr. 1, odpadá tu však potřeba overovania splnenia nerovnosti Y(-l)^· y < Y(l) s příslušným nasledovným obmedzením vypočítanej hodnoty akčnej veličiny.

229 986

Parametre riadiaceh· obvodu možno určovat analyticky alebo adaptivně· V případe nedostupnosti deriváoie regulačnej odchylky nahrádzame túto jej diferenciou.

Uvedený číslicový regulátor s proměnlivou strukturou možno využiť pre riadenie sirokej triedy linearnyoh i nelineárních sústav II. rádu s jedno-jednoznačnou optiraálnou prepínacou křivkou /například pre riadenie všetkýoh astatiokých sústav II· radu/. Tiež ho možno využiť na riadenie sústav vyš sích rádov, ak prepínacia křivka redukovaného systému spina vyššie uvedené vlastnosti. Na realizaciu regulátora možno využiť univerzálny riadiaci počítač, mikropočítač, připadne ho navrhnúť ako jednoúčelový obvod·

Claims (2)

PREDMET VYNÁLEZU 229 986

1. číslicový regulátor s premenlivou štruktúrou pře číslicové časovo optimálně riadenie sústav II· rádu s jedno-jednoznačnou optimalnou přepínačou křivkou a pre kvázioptimálne riadenie sústav vyšších rádov pracujúci s obmedzenými hodnotami akčněj veličiny vyznačený tým, že prvý výstup komparatora /1/ je připojený na vstup lineámeho %

riadiaceho bloku /2/, ktorého výstup je spojený s výstupom nelineárneho riadiaceho bloku /3/ na vstup ktorého je připojený druhý výstup komparátora /1/.

2 o Číslicový regulátor s premenlivou štruktúrou podTa bodu 1 vyznačený tým, že výstup lineámeho riadiaceho bloku /2/ je připojený na vstup overovacieho bloku /4/, ktorého prvý výstup je spojený β výstupom obmedzovacieho bloku /5/ a s výstupom nelineárneho riadiaceho bloku /3/ a druhý výstup overovacieho bloku /4/ je připojený na vstup obmedzovacieho bloku /5/·