CS266038B1 - Zapojení nelineárního adaptivního regulátoru - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zapojení nelineárního adaptivního regulátoru doby výtoku stálých dávek kapalných a sypkých hmot. Jeho podstata spočívá v tom, že je tvořeno čidlem doby výtoku posledně vysypané náplně zásobníku, jehož výstup je zapojen na prvý vstup prvého součtového bloku a současně na prvý vstup bloku adaptace parametru, dále je tvořeno blokem zadání doby výtoku náplně zásobníku, jehož výstup je zapojen na prvý vstup druhého součtového bloku, a dále je tvořeno blokem zadání počáteční šíře výtokové štěrbiny, jehož výstup je zapojen na prvý vstup zpožďovací paměti nastavené šíře výtokové štěrbiny, přičemž výstup bloku adaptace parametru je zapojen na druhý vstup prvého součtového bloku a současně na druhý vstup druhého součtového bloku, výstup prvého součtového bloku je připojen na prvý vstup podílového bloku, výstup druhého součtového bloku, je připojen na druhý vstup podílového bloku, jehož výstup je připojen na prvý vstup násobícího bloku, výstup násobícího bloku je zapojen na vstup regulátoru pro nastavení zadané šíře štěrbiny a současně na druhý vstup zpožďovací paměti nastavené šíře štěrbiny, jejíž výstup je zaveden na druhý vstup násobícího bloku a současně na druhý vstup bloku adaptace parametru.

Description

Vynález se týká zapojení nelineárního adaptivního regulátoru doby výtoku stálých dávek kapalných a sypkých hmot, zejména hmot téhož druhu a proměnlivých vlastností.

Při vyprazdňování zásobníků kapalných nebo sypkých hmot se při neměnné náplni mění doba výtoku v závislosti na velikost průtokového průřezu vypouštěcího zařízení. Mimo výše uvedených faktorů ovlivňují dobu výtoku fyzikální charakteristiky vypouštěného materiálu, jako například viskozita u hmot kapalných a velikost a tvar zrn u hmot sypkých. Společným znakem těchto fyzikálních charakteristik je to, že nejsou v praxi průběžně měřitelné,! když se v čase mění. Jestliže je vyžadováno, aby doba výtoku byla co možná nejblíže době žádané, pak časová proměnlivost vlastností vytékajících hmot vyžaduje průběžnou korekci nastavení výtokového průřezu podle změřené doby výtoku.

Doba výtoku závisí na převrácené hodnotě průřezu výtokového otvoru reprezentovaného šíří výtokové štěrbiny.

Přímka proložená dvěma body, které představují dvě doby výtoku a příslušné šíře štěrbiny, vymezuje na ose úsek o velikosti. Parametr je základní charakteristikou závislosti doby výtoku na převrácené hodnotě šíře štěrbiny.

U doposud nejpropracovanějšího známého řešení regulátoru doby výtoku je akční veličina dána součtem přímovazební a zpětnovazební větve, přičemž parametry regulátoru jsou adaptovány podle parametrů průběžně identifikovaného modelu regulované soustavy.

Nevýhodou tohoto řešení regulace je složitost jak regulátoru, tak adaptačního algoritmu, obtížnost volby startovních hodnot určujících parametrů pro adaptaci a nutnost apriorní volby rychlosti adaptace každého parametru zvlášť. Složitost algoritmu řízení snižuje jeho účinnost a robustnost.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení nelineárního adaptivního regulátoru doby výtoku stálých dávek kapalných nebo sypkých hmot téhož druhu proměnlivých vlastností, vytékajících ze zásobníku, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že je tvořeno čidlem doby výtoku posledně vysypané náplně zásobníku, jehož výstup je zapojen na prvý vstup prvého součtového bloku a současně na prvý vstup bloku adaptace parametru, dále je tvořeno blokem zadání doby výtoku nýplně zásobníku, jehož výstup je zapojen na první vstup druhého součtového bloku, a dále je tvořeno blokem zadání počáteční šíře výtokové štěrbiny, jehož výstup je zapojen na prvý vstup zpožďovací paměti nastavené šíře výtokové štěrbiny, přičemž výstup bloku adaptace parametru je zapojen na druhý vstup prvého součtového bloku a současně na druhý vstup druhého součtového bloku, výstup prvého součtového bloku je připojen na prvý vstup podílového bloku, výstup druhého součtového bloku, je připojen na druhý vstup podílového bloku, jehož výstup je připojen na prvý vstup násobícího bloku, výstup násobícího bloku je zapojen na vstup regulátoru pro nastavení zadané šíře štěrbiny a současně druhý vstup zpoždovací paměti nastavené šíře štěrbiny, jejíž výstup je zaveden na druhý vstup násobícího bloku a současně na druhý vstup bloku adaptace parametru.

Výhodou zapojení nelineárního adaptivního regulátoru pro řízení doby výtoku dávek kapalných nebo sypkých hmot téhož druhu podle vynálezu je jednoduchost realizace a vyšší účinnost a robustnost. Předností tohoto regulátoru je rovněž jednoduchost výchozího nastavení parametrů a odolnost k poruchovým změnám vstupních veličin.

Příklad zapojení nelineárního adaptivního regulátoru doby výtoku stálých dávek kapalných a sypkých hmot téhož druhu dle vynálezu je zobrazen v blokovém schématu na přiloženém výkresu na obr. 2. Na obr. 1 přiloženého výkresu je nakreslen graf závislosti doby T výtoku na převrácené hodnotě průřezu výtokového odporu, vyjádřené šířkou d výtokové štěrbiny.

Čidlo £ doby výtoku posledně vysypané náplně zásobníku je svým výstupem zapojeno na prvý vstup prvého součtového bloku £ a současně na prvý vstup bloku £ adaptace parametru. Výstup bloku £ zadání doby výtoku náplně zásobníku je připojen ňa první vstup druhého součtové3 ho bloku £. Výstup bloku 10 zadání počáteční šíře výtokové štěrbiny je připojen na prvý vstup zpoždovací paměti 2 nastavené šíře výtokové štěrbiny. Výstup bloku £ adaptace parametru je připojen na druhý vstup prvého součtového bloku £ a současně na druhý vstup druhého součtového bloku £. Výstup prvého součtového bloku £ je připojen na prvý vstup podílového bloku £. Výstup druhého součtového bloku £ je připojen na druhý vstup podílového bloku £, jehož výstup je připojen na prvý vstup násobícího bloku £. Výstup násobícího bloku £ je připojen na vstup regulátoru 8 nastavení zadané šířky štěrbiny a současně na druhý vstup zpoždovací paměti £ nastavení šíře štěrbiny. Výstup zpoždovací paměti £ je připojen na druhý vstup násobícího bloku £ a současně na druhý vstup bloku 2 adaptace parametru.

Žádaná hodnota doby výtoku jako vstupní veličina bloku 2 a skutečná doba výtoku jako vstupní veličina bloku £ se každá zvlášť zvětší ve dvou součtových blocích £, £ o velikost parametru -a, který je výstupní veličinou bloku adaptace £. Skutečná doba výtoku posledně nasypané nádrže upravená o parametr -a jako výstupní veličina prvého součtového bloku .3 je přivedena jako dělenec na prvý vstup podílového bloku £ a žádaná hodnota doby výtoku upravená o parametr -a jako výstupní veličina druhého součtového bloku £ je přivedena jako dělitel na druhý vstup podílového bloku £. Výstupní veličina podílového bloku £ je přivedena jako vstupní veličina do prvního vstupu násobícího bloku £. Do druhého vstupu násobícího bloku £ je přivedena jako vstupní veličina posledně nastavená šíře výtokové štěrbiny ze zpoždovací paměti 9 nastavení šíře výtokové štěrbiny. Výstupní veličina násobícího bloku £, kterou je dána nově nastavená velikost šíře výtokové štěrbiny, je přivedena jako vstupní veličina do regulátoru £ nastavení zadané šíře štěrbiny, který nastaví zadanou šíří výtokové štěrbiny vypouštěcího zařízení.

Příkladné provedení zapojení nelineárního adaptivního regulátoru dle vynálezu je uvedeno pro řízení doby vyprazdňování materiálových komor bezzvonové sazebny vysoké pece. Dva základní druhy sypaných materiálů jsou ruda a koks. Pro každý z těchto druhů materiálu je nutno použít zvláštní regulátor. Doba toku musí u bezzvonové sazebny odpovídat době oběhu žlabu po stanovené dráze, která je např. 60 sec. Změřená poslední doba výtoku vsázkové komponenty téhož druhu nechť je 65 sec a nechť objem této komponenty je neměnný. Poslední nastavená šíře štěrbiny nechť je 40 cm a parametr -a nechť má velikost 75. Prodloužení doby toku způsobila nečekaná změna vlastností vypouštěného materiálu. Nelineární adaptivní regulátor nastaví novou šíři štěrbiny na hodnotu sec + 75 sec + 75 cm =

41,48 cm, tj. 1,5 cm širší, aby byl výtok zrychlen. Údaje o době toku poslední dávky a příslušné šíře štěrbiny vstoupí do bloku adaptace, kde se opraví parametr a. Možným postupem adaptace je proložení přímky v grafu na obr. 1 dvěma body představujícími poslední a předposlední sypání. Vypočtená mezní šíře štěrbiny se porovná s minule platnou hodnotou mezní šířky štěrbiny a podle smyslu odchylky se získá nový odhad mezní šíře štěrbiny přičtením nebo odečtením zvolené diference od původní hodnoty.

Vedle uplatnění regulátoru podle vynálezu při řízení doby vyprazdňování materiálových komor bzzvonové sazebny lze vynález užít rovněž při dávkování surovin v dalších oblastech hutnického, chemického, potravinářského průmyslu a v energetice.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení nelineárního adaptivního regulátoru doby výtoku stálých dávek kapalných a sypkých hmot téhož druhu s proměnlivými vlastnostmi pro výtok ze zásobníku opatřeného jednak vypouštěcím zařízením s nastavitelnou šíří výtokové štěrbiny a jednak zařízením pro zjišťování doby výtoku náplně zásobníku, vyznačené tím, že je tvořeno čidlem (1) doby výtoku posledně vysypané náplně zásobníku, jehož výstup je zapojen na prvý vstup prvého součtového bloku (3) a současně na prvý vstup bloku (5) adaptace parametru, dále je tvořeno blokem (2) zadání doby výtoku náplně zásobníku, jehož výstup je zapojen na prvý vstup druhého součtového bloku (4), a dále je tvořeno blokem (10) zadání počáteční šíře výtokové štěrbiny, jehož výstup je zapojen na prvý vstup zpožďovací paměti (9) nastavené šíře výtokové štěrbiny, přičemž výstup bloku (5) adaptace parametru je zapojen na druhý vstup prvého součtového bloku (3) a současně na druhý vstup druhého součtového bloku (4), výstup prvého součtového bloku (3) je připojen na prvý vstup podílového bloku (6), výstup druhého součtového bloku (4), je připojen na druhý vstup podílového bloku (6), jehož výstup je připojen na prvý vstup násobícího bloku (7), výstup násobícího bloku (7) je zapojen na vstup regulátoru (8) pro nastavení zadané šíře štěrbiny a současně na druhý vstup zpoždovací paměti (9) nastavené šíře štěrbiny, jejíž výstup je zaveden na druhý vstup násobícího bloku (7) a současně na druhý vstup bloku (5) adaptace parametru.