CS248470B1 - Adaptívny proporcionálny regulátor - Google Patents

Abstract

Riešenie patří do odboru elektrotechniky a rieši zapojenie adaptívneho proporcionálneho regulátora. Jeho podstata je v tom, že prvý výstup prvého rozhodovacieho bloku je připojený cez identlfikačný blok, proporcionálny regulátor, ověřovací blok na vstup obmedzovacieho bloku, pričom druhý výstup prvého rozhodovacieho bloku je připojený na vstup proporcionálneho regulátora a druhý výstup overovacieho bloku je připojený na výstup obmedzovacieho bloku. Ďalej může by medzi prvý rozhodovací blok a identifikačný blok zapojený druhý rozhodovací blok, ktorého druhý výstup je připojený cez udržiavací blok na výstup obmedzovacieho bloku.

Description

248470

Vynález sa týká adaptívneho proporcio-nálneho regulátora pre číslicové riadeniesústav I. a vyšších rádov.

Doteraz známe regulátory s adaptivně pre-menlivým zosilnením zváčša vyžadujú vy-tvorenie dynamického modelu riadenéhoobjektu a nerešpektujú obmedzenia hodnotakčnej veličiny. Preto je nutné ich dolaďo-vat experimentálnou cestou.

Uvedené nedostatky odstráňuje adaptívnyproporcionálny regulátor pre riadenie sústavI. rádu a sústav vyššieho rádu s úplné do-stupným fázovým vektorom výstupnej veli-činy pódia vynálezu, ktorého podstata je vtom, že prvý výstup prvéh rozhodovaciehobloku je připojený na vstup identifikačnéhobloku, ktorého výstup je připojený na vstupproporcionálneho regulátora, ktorého výstupje připojený na vstup overovacieho bloku,ktorého výstup je připojený na vstup obme-dzovaciebo bloku, ktorého výstup je spojenýs druhým výstupom overovacieho bloku, pri-čom druhý výstup prvého rozhodovaciehobloku je spojený s výstupom indifikačnéhobloku a so vstupom proporcionálneho regu-látora. V ďalšom je medzi prvý rozhodovacíblok a identifikačný blok připojený rozhodo-vací blok, ktorého druhý výstup je připojenýcez uclržiavací blok na výstup obmedzova-cieho bloku a na druhý výstup overovaciehobloku. Výhody vynálezu sú v tom, že proces adap-tácie je v porovnaní s inými známými adap-tívnymi regulátormi mimořádné rýchly a ne-náročný na realizáciu — nevyžaduje dyna-mický model riadeného objektu. To umožňujeadaptivně číslicové riadenie aj relativnérýchlych objektov. Zásady, podlá ktorých jeregulátor navrhnutý, rešpektujú obmedzeniaakčnej veličiny a sňčasne zaručujú bez po-třeby dodatočnej filtrácie signálov nejlapšímožný odstup užitočných signálov od šumov.

Na pripojenom výkrese je na obr. 1 zná-zorněné zapojenie adaptívneho číslicovéhoregulátora pre riadenie sústav I. rádu a sú-stav vyšších rádov s dostupným- fázovýmvektorom výstupnej veličiny. Na obr. 1 jeuvedená verzia regulátora v případe sústavvyšších rádov, keď nie sú dostupné všetkypotřebné derivácie výstupnej veličiny.

Zapojenie na obr. 1 pozostáva z prvéhorozhodovacieho bloku 1, ktorého prvý vý-stup je připojený na vstup identifikačnéhobloku 2, ktorého výstup je připojený na vstupproporcionálneho regulátora 3, ktorého vý-stup je připojený na vstup overovacieho blo-ku 4, ktorého výstup je připojený na vstupobmedzovacieho bloku 5, ktorého výstup jespojený s druhým výstupom overovaciehobloku 4. Druhý výstup prvého rozhodovacie-ho bloku 1 je spojený s výstupom identifi-kačného bloku 2 a so vstupom proporcionál-neho regulátora 3.

Zapojenie na obr. 2 vychádza z predchá-dzajúceho zapojenia, kde najviac medzi prvýrozhodovací blok 1 a identifikačný blok 2je připojený druhý rozhodovací blok 6, kto- rého druhý výstup je připojený cez udržia-vací blok 7 na výstup obmedzovacieho bloku5 a na druhý výstup overovacieho bloku 4. V základnom určení rieši vynález proble-matiku adaptívneho číslicového časovo opti-málneho riadenia astatickej sústavy I. rádus diferenciálnou rovnicou: x‘ = K5.y pri obmedzeniach akčnej veličinyY (-1] šyšY (1)

Pokial1 však nie je na závadu trvalá regu-lačná odchýlka, respektive ked je regulátordoplněný blokom na jej odstránenie, možnoho využit i pre riadenie širokej triedy line-árnych i nelineárnych sústav I. rádu s dife-renciálnou rovnicou typu x‘ - Ksy + f(xj

Po vhodnej úpravě vstupných signálov adoplnění druhým rozhodovacím blokom 6 audržiavacím blokom 7 ho možno využit' i naadaptivně riadenie sústavy vyšších rádov,hlavně však sústav s astatizmom I. rádu. V zapojení na obr. 1 je adaptívny propor-cionálny regulátor, opísaný funkčným vzta-hom y = KR. e kde e je regulačná odchýlka, realizovanýproporcionálnym regulátorom 3. Pri nasta-vovaní parametra KR sa najskĎr v prvomrozhodovacom bloku 1 zistí, či v predošlomkroku pósobila na sústavu hodnota akčnejveličiny, zabezpečujúca dostatočný odstupužitočných signálov od šumu. V najprísnej-šom případe sa kontroluje, či to bola nie-ktorá z medzných hodnot y = Y(q), q = ±i

Ak áno, vypočítá sa v identifikačnom blo-ku 2 hodnota zosilnenia KR podlá vztahu KR = Koy (—e_j —ej kde e představuje okamžitú hodnotu regu-lačnej odchýlky a e_t jej hodnotu z predo-šlého vzorkovania, Ko je vhodné zvolenákonštanta. V případe nesplnenia podmienky vyhod-nocovanej v prvom rozhodovacom bloku 1zostáva parameter KR nezmenený a priamosa vyhodnocuje velkost akčnej veličiny vproporcionálnom regulátore 3. V overovacom bloku 4 sa potom kontrolu-je, či vypočítaná velkost akčnej veličiny vy-hovuje daným obmedzeniam. Ak nie, doda-točne sa upraví na velkost příslušného ob-medzenia priradením y = Y [sign(yj]

Claims (2)

1. 248 5 v obmedzovacom bloku 5. V případe adaptívneho ri.ad.enia sústav vyšších rádov s neúplne dostupným fázovýmvetkorom výstupné] veličiny je vo všeobec-nosti potřebné predížiť trvanie adaptačnéhodeja o k-krokov riadenia, kde k je rovnépočtu nemeraných derivácií výstupu. To jedosiahnuté zariadením druhého rozhodova-cieho bloku 6 v zapojení podl'a obr. 2, v kto-rom sa zisťuje, či počas posledných k-t-1 in-tervalov riadenia bola hodnota akčnej veli-činy konštantná, číže či platilo y = y_j = ... = y-k 470 6 Táto podmienka je opat formulovaná prepřípad dosiahnutia najváěšieho odstupu uži-točných signálov od šumov, no možno juformulovat i menej přísné. V případe, že ne-bola splněná, nastaví sa v udržiavacom blo-ku 7 hodnota akčnej veličiny rovná dotera-jšej hodnotě. Regulátor podl'a vynálezu možno realizo-vat univerzálnym riadiacim počítačom, mi-kropočítačom, alebo jednoúčelovým ob-vodom. PREDMET

   1. Adaptívny proporcionálny regulátor preriadenie sústav I. rádu a sústav vyššieho rá-du s úplné dostupným fázovým vektoromvýstupenj veličiny, vyznačený tým, že prvývýstup prvého rozhodovacieho bloku (1) jepřipojený na vstup identifikačného bloku(2J, ktorého výstup je připojený na vstupproporcionálneho regulátora (3), ktoréhovýstup je připojený na vstup overovaciehobloku (4), ktorého prvý výstup je připojenýna vstup obmedzovacieho bloku (5), ktoréhovýstup je spojený s druhým výstupom overo- VYNALEZU vacieho bloku (4), pričom druhý výstupprvého rozhodovacieho bloku (1) je spojenýs výstupom identifikačného bloku (2) a sovstupom proporcionálneho regulátora (3).
2. 2. Adaptívny proporcionálny regulátor po-dlá bodu 1, vyznačený tým, že medzi prvýrozhodovací blok (1J a identifikačný blok(2) je připojený druhý rozhodovací blok (6),ktorého druhý výstup je připojený cez udr-žiavací blok (7j na výstup obmedzovaciehobloku (5) a na druhý výstup overovaciehobloku (4). 1 list výkresov