CS229987B1 - číslicový regulátor s proměnlivou štruktúrou - Google Patents

Description

229 987

Vynález sa týká Číslicového regulátora s premenlivouštruktúrou pre číslicové časovo optimálně riadenie sústav 2«,rádu a kvázioptimálne riadenie sústav vyšších rádov s obme-dzenou hodnotou akčnej veličiny o Z x

Doteraz známe číslicové regulátory typu P, PI - PS, PD,PID - PSD, majú sice přednost v jednoduchosti realizácie, no z z doteraz nie sú známe pře prax vhodné metody nastavenia ich% parametrov, zaisťujúce požadovaná kvalitu regulačných proce-sov i v případe obmedzenia hodnoty akčnej veličiny» Tento nedostatok možno vo všeobecnosti odstrániť použitím reguláto-rov s premenlivou štruktúrou. Doteraz známe regulátory toho-to typu obsahujú nelinearny riadiaci blok navrhnutý podTaprincipu maxima, ktorý zabezpečuje, že při vačších odchýl-kach od požadovaného stavu nadobúda akčná veličina len medz-né hodnoty. Uvedený spdsob riadenia má sice opodstatnenie vprípadoch riadenia sústav so silné premenlivými parametrami,no v opačnom případe neumožňuje ďalšiu optimalizáciu přecho-dových dejov.

Uvedený nedostatok odstraňuje regulátor s premenlivou

Z štruktúrou pre číslicové časovo optimálně riadenie sústav 2. Z ' Z Z * / radu a kvázioptimálne riadenie sústav vyšších radov s obme-dzenou hodnotou akčnej veličiny a potlačením vplyvu fázovéhoposuvu vzorkovača na kvalitu regulačných procesov podTa vynálezu, ktorého podstata je v tom, že prvý výstup rozhodovacie 229 987 - 2 - ho bloku je připojený na vstup lineárneho riadiaceho bloku,kterého výstup je připojený na výstup nelineárneho riadia-ceho bloku a na vstup overovacieho bloku, kterého prvý výs-tup je připojený na vstup upravovacieho bloku a ktorého dru-hý výstup je spojený s výstupem upravovacieho bloku, ^alej jedruhý výstup rozhodovacieho bloku spojený so V3tupom neline-árneho riadiaceho bloku, ^ri syntéze regulátora sa vychádza z principu, že privačsích odchylkách od požadovaného stavu nelinearny riadiaciblok najskor zaistí dosiahnutie optimálněj přepínačej křiv-ky, po ktorej sa zastupujúci bod pohybuje až do okolia poža-dovaného stavu, kde je činnost regulátora obdobná Činnostčíslicového PD-regulátora realizovaného lineárnym riadiacímblokem. Přednostou použitia takéhoto typu regulátora je hlav-ně zmenšenie závislosti kvality regulačných pročesav na fá-ze okamihov vzorkovania, prejavujúce sa menším'poČtom zmienhodnoty akčněj veličiny, energeticky menej náročnějšími pře-chodovými dejmi a pokojnějším dobehom do požadovaného stavu.

Na priloženom výkrese na obr. 1 je znázorněná celkováschéma zapojenia číslicového regulátora s premenlivou struk-túrou. Na obr. 2 je niekoTko priebehov akčněj veličiny, zís-kaných pre rožne hodnoty fázového posuvu okamihov vzorkovaniavoči okamihu vzniku poruchy. V schéme zapojenia na obr, 1 je prvý výstup rozhodovacie-ho bloku 1 připojený na vstup lineárneho riadiaceho bloku 2,ktorého výstup je připojený na výstup nelineárneho riadiacehobloku 2 a na vstup overovacieho bloku £, ktorého prvý výstupje připojený na vstup upravovacieho bloku 2 a ktorého druhývýstup je spojený s výstupem upravovacieho bloku 2· Dalej druhývýstup rozhodovacieho bloku 1 je připojený na vstup nelineár-neho riadiaceho bloku 2·

Lineárny algoritmus riadenia je realizovaný podlá rovnice y » KR (e* 4 aR«e) lineárnym riadiacím blokem 2,« V nasledovnom overovacom bloku £ 229 9B7 sa zisťuje , či vypočítaná hodnota akčně j veličiny vyhovujezadaným obmedzením Y (-1) < y < Y(l) a v príp de , že vypočítaná hodnota akčnej veličiny dané ob-medzenia překračuje, upraví sa jej hodnota upravovacím blokem£ na velkost daného obmedzenia priradením podlá rovnice y w Y(sign y) ·

Rovnake sa ověřuje a připadne i upravuje velkost akčněj veliči-ny vypočítaná v nelineárnem riadiacom bloku, ktorého úlohou jedopravit zastupujúci bod na optimálnu prepínaciu křivku® V případe ryú zoastatickej sústavy II. rádu možno opísatčinnost tohoto bloku napr® rovnicou e* Wnfl/ 1 J 2e + Te* + _AiU - Y(Q)U--_ kde Q - - sign (e) K je zosilnenie sústavy a T je perioda vzorkovania® 9

Realizáciu změny štruktúry v bloku 1 možno vtedy zaistiť testo-váním nerovnosti -e»· sign e > o

Pri známých parametrech riadeného systému možno parametrelineárneho a nelineárneho algoritmu riadenia i hranice ich čin-nosti určit analyticky i u čalších sústav. U sústav s kompliko-vanějším opisom trajektorií a přepínacích kriviek, připadne pripremenlivých parametrech sústavy sa výhodnějším javí použitieadaptívnych regulátorov®

Uvedený regulátor s premenlivou strukturou možno využit preriadenie širokej triedy lineárnych i nelineárnych sústav 2. ivyšších rádov za dosahovania vysokej kvality regulacných proce-sov. Na jeho realizáciu možno využit univerzálny riadiaci počí- 229 987 tač, mikropočítač, alebo ho navrhnúť ako jednoúčelový obvod·

Claims (1)

1. „ 3 PREDMET VYNÁLEZU 229 987 Číslicový regulátor s premenlivou štruktúrou pre čísli-cové časovo optimálně riadenie sústav 20 rádu a kváziopti-málne riadenie sústav vyšších rádov s obmedzenou hodnotouakčněj veličiny a potlaftením vplyvu fázového posuvu vzorko-vače na kvalitu regulačných procesov, vyznačený tým, že prvývýstup rozhodovacieho bloku /1/ je připojený na vstup line-árneho riadiaceho bloku /2/, ktorého výstup je připojený navýstup nelineárneho riadiaceho bloku /3/ a na vstup overova-cieho bloku /4/, ktorého prvý výstup je připojený na vstupupravovacieho bloku /5/ a ktorého druhý výstup je spojený svýstupom upravovacieho bloku /5/, pričom druhý výstup rozho-dovacieho bloku /1/ je připojený na vstup nelineárneho ria-diaceho bloku /3/· 2 vykřesy