NL194743C - Regelstelsel. - Google Patents

Description

1 194743

Regelstelsel

De uitvinding bestaat uit een regelstelsel omvattende een regelaar, die uit de afwijking tussen de gewenste waarde en de werkelijke waarde een instelgrootheid genereert, en een computer, die uit de gewenste 5 waarde en uit een het verband tussen de instelgrootheid en de werkelijke waarde kenmerkende traject-karakteristiek vooraf een eerste instelgrootheid berekent, waarbij regelaar op de eerste instelgrootheid een tweede, de regelafwijking karakteriserende instelgrootheid als correctie superponeert.

Gebruikelijke regelwerkwijzen berusten op het principe, de regelende grootheid voor het aanpassen van de gemeten waarde op de gewenste waarde alleen uit de telkens actuele regelafwijking te bepalen. Dat is in 10 het bijzonder dan moeilijk, als vele en zeer grote sprongen van de gewenste waarde optreden, daar het regeltraject overeenkomstig uitgebreid moet zijn. Dit leidt tot een langzame regeling, waarbij in vele gevallen ook nog aan aanzienlijk doorschieten naar beneden respectievelijk naar boven, op de koop toe moet worden genomen.

De uitvinding verschaft een regelwerkwijze die een sneller overwinnen van de regelafwijking bij 15 gewijzigde gewenste waarde mogelijk maakt, waarbij gelijktijdig een verkleining van het doorschieten naar beneden, respectievelijk naar boven, wordt bereikt.

De uitvinding berust op de vaststelling, dat de regelende grootheid afhankelijk van de gewenste waarde kan worden vooruitberekend uit parameters van het systeem, zodat de regelaar als het ware alleen nog voor de fijninstelling nodig is.

20 In het boek "Adaptive Control", biz. 364, regel 19 - biz. 366, regel 12 wordt de regeling van verbranding in een kookketel beschreven. Daarbij wordt het zuurstofgehalte van de schoorsteen gassen gemeten en benut om de toevoersnelheid van verbrandingsgas te regelen. Er wordt gestreefd naar een verkorting van het tijdsverloop tussen de brandertoevoer en het meetsignaal van de zuurstofsensor in de schoorsteen waartoe een schakelschema (figuur 9.12) wordt gegeven. Daaruit kan het door de onderhavige uitvinding 25 verschafte stelsel echter niet worden afgeleid.

Gunstige verdere uitwerkingen van de uitvinding worden gekenmerkt in de volgconclusies, respectievelijk onderstaand samen met de beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding aan de hand van de figuren nader weergegeven.

30 Daarin toont: figuur 1 een blokschakelbeeld van het regelstelsel volgens de uitvinding; en figuur 2 een grafische weergave van het regelconcept met een proportionele regelaar.

Voor het regelstelsel volgens de uitvinding zijn naast de gebruikelijk aanwezige bouwgroepen aanvullende 35 softwarebestanddelen 1 van een computer nodig.

Uitgangsgrootheden voor de regeling zijn - zoals gebruikelijk - een werkelijke of gemeten waarde x en een gewenste waarde w, die aan een vergelijker 2 worden toegevoerd. Vergelijker 2 vormt het verschil xw = w - w, dat overeenkomt met de regelafwijking. Deze verschilwaarde wordt toegevoerd aan een regelaar 3, die daaruit een instelgrootheid bepaalt, die hier met Ay is aangeduid. In tegenstelling tot bekende regeltech-40 nieken is deze Ay niet de totale instelgrootheid, maar slechts een correctiegrootheid, die boven op een door middel van de computer voorberekende regelende grootheid y1 wordt gesuperponeerd. Daartoe is in de computer de baankarakteristiek 4 opgeslagen. Daaraan wordt de actuele gewenste waarde w toegevoerd en - zoals figuur 2 laat zien - aan w, dat wil zeggen w, respectievelijk w2 de betreffende instelgrootheid y„ respectievelijk y12 toegevoegd. Voor deze toevoeging zijn computerbestanddelen 5 bestemd. Afgegeven 45 wordt de instelgrootheid yt, die reeds zeer dicht bij de optimale instelgrootheid y komt. De totale instelgrootheid y is de som van de voorberekende instelgrootheid y1 en de correctie-instelgrootheid Ay. De beide op te tellen grootheden worden toegevoerd aan het optelorgaan 6, aan welks uitgang de totale instelgrootheid y de regelbaan 7 op gebruikelijke wijze beïnvloedt.

De instelgrootheid y, bijvoorbeeld en spanning, en de gemeten waarde x, die de regelbaan 7 karakteri-50 seen, bijvoorbeeld een ventilatortoerental van een door een aanjager ondersteunde gas-waterverwarmer, worden bovendien aan een karakteristiekaanpasser 8 van de computer toegevoerd. De karakteristiek-aanpasser 8 berekent tijdens stationaire bedrijfsomstandigheden uit de waardeparen y/x de traject-karakteristiek y = f(x) en geeft deze door aan de overeenkomstige computercomponent 5.

Een dergelijke baankarakteristiek in samenhang met de wijze van werken van regelaar 3 toont figuur 2.

55 Daaruit kan men zien, dat de regelkarakteristiek 9 van een zuiver proportionele regelaar zodanig door trajectkarakteristiek 10 wordt overbrugd, dat het arbeidspunt 11 respectievelijk 12 van de regelaar zich op de karakteristiek 10 overeenkomstig de voorberekende instelgrootheid y„ respectievelijk y12 verplaatst Het

Claims (5)

194743 2 regeltraject 13 van de proportionele regelaar ligt daardoor altijd symmetrisch ten opzichte van de gewenste waarde w, respectievelijk w2. Op grond van deze wijze van werken kan een regelaar met zeer hoge versterking van het proportionele deel worden gebruikt. Als gevolg daarvan wordt een zeer geringe maximale regelafwijking verkregen, die bij de in het uitvoeringsvoorbeeld toegelichte zuivere proportionele 5 regelaar overeenkomt met het regeltraject 13. Het is ook mogelijk aan het 2-punts-gedrag van de proportionele regelaar een integrerend deel, derhalve een l-deel, toe te voegen. Daar de regelbaan 7 bij deze toepassing echter niet actief geremd kan worden, wordt de integrator bij het naar beneden gaan van de gewenste waarde w2 -> w, noodzakelijkerwijs sterk opgeladen. Daarom is voor een integrerend deel een nauwe begrenzing van de maximale waarde van de 10 integratie nodig. Daardoor kan een dalen beneden de gewenste waarde w1 door grote negatieve integratie-waarden worden verhinderd. 15

1. Regelstelsel omvattende een regelaar (3) die uit de afwijking tussen de gewenste waarde (w) en de werkelijke waarde (x) een instelgrootheid (y) genereert, en een computer, die uit de gewenste waarde w en uit een het verband tussen de instelgrootheid (y) en de werkelijke waarde (x) kenmerkende traject-karakteristiek vooraf een eerste instelgrootheid (yn) berekent, waarbij regelaar (3) op de eerste instel- 20 grootheid (y,) een tweede, de regelafwijking karakteriserende instelgrootheid (Ay) als correctie superponeert.

2. Regelstelsel volgens conclusie 1, waarbij de trajectkarakteristiek (y=f(x)) door middel van de bij de momentele werkelijke waarden (x) behorende instelgrootheden (Y) wordt aangepast aan de aan het regelstelsel Inherente eigenschappen en de met het verloop van de tijd optredende veranderingen.

3. Regelstelsel volgens conclusie 1 of 2, waarbij regelaar (3) is uitgevoerd als proportionele integraal-25 regelaar met hoog versterkt proportioneel deel.

4. Regelstelsel volgens conclusie 3, waarbij is voorzien in aanpassers die bij overschrijden of onderschrijden van het regelgebied (13) van regelaar (3) de vooral berekende instelgrootheid (y,) onderdrukken en de maximale/minimale instelgrootheid afgeven.

5. Stelsel volgens conclusie 2 en conclusie 3 en 4 onder verwijzing naar conclusie 2, waarbij is voorzien in 30 een karakteristieke aanpasser (8), die is voorzien van een geheugen voor het opnemen van de actuele, gedurende een stabiele bedrijfstoestand bepaalde waardeparen werkelijke waarde/instelgrootheid (x/y). Hierbij 2 bladen tekening