Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.X. 1968 56267 KI. 21 c, 46/50 MKP G 05i U\& CZYTELNIA Jl5?K€3u Patentowego I NlitUj Izeczypospoimj Luuowef Twórca wynalazku: mgr Andrzej Pyzik Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe im. F. Dzierzynskiego, Tarnów (Polska) Regulator ekstremalny i Przedmiotem wynalazku jest regulator ekstre¬ malny przeznaczony do utrzymywania okreslonej wielkosci procesu technologicznego na jej ekstre¬ malnej wartosci. Wielkoscia ta moze byc para¬ metr procesu, wskaznik jakosci lub ilosci produk¬ tu. Wielkosc ta, zwana dalej parametrem p jest zwykle funkcja wielu zmiennych p = f (xj... xn) przy czym niektóre zmienne sa regulowane, nie¬ które natomiast przyjmuja wartosci stale (grani¬ czne).Znane regulatory ekstremalne skladaja sie z czlonów porównujacych, czlonów pamieci i czlo¬ nów wykonujacych operacje wedlug algorytmu wyszukiwania minimum lub maksimum. Zadaniem tych urzadzen jest znajdowanie i utrzymanie da¬ nego parametru na jego maksymalnej lub minal- nej wartosci. Regulatory te w przypadku prze¬ biegu procesu technologicznego w obecnosci za¬ burzen stochastycznych sa malo dokladne i moga podejmowac falszywe decyzje, gdyz nie wyodreb¬ niaja na wejsciu wartosci parametru z sygnalu obarczonego szumami.Regulator ekstremalny wedlug wynalazku po¬ siada dodatkowo wzmacniacz sumujaco-calkujacy, który okresowo sumuje i calkuje skladowe wiel¬ kosci ekstremalnej oraz wielkosci odpowiadajace granicznym wartosciom skladowych liniowych, 10 20 25 30 przy czym poszczególne skladowe wielkosci wla¬ czane sa i wylaczane w kolejnosci i odstepach czasu wynikajacych z dynamiki obiektu. Wzma¬ cniacz sumujaco-calkujacy stanowi wejscie regu¬ latora, zas wyjscie wzmacniacza podlaczone jest do czlonu porównujacego, a nastepnie do czlonu zapamietujacego wartosc scalkowanej sumy, przy czym przelaczen tych dokonuje urzadzenie syn¬ chronizujace.Wynalazek zilustrowany jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat regulatora a fig. 2 przyklad zastosowania wynalazku.Regulator ekstremalny wedlug wynalazku skla¬ da sie z wzmacniacza sumujaco-calkujacego W, urzadzenia zapamietujacego wielkosci analogowe M, przekaznika trójpolozeniowego L, ukladu za¬ pamietujacego stany przekazników PM oraz urza¬ dzenia synchronizujacego okresowa prace posz¬ czególnych czlonów regulatora S. Na rysunku fig. 1 przez Xi oznaczono wielkosci wejsciowe, a przez y wielkosc wyjsciowa. Sygnaly pomiarowe wcho¬ dza na pierwszy czlon regulatora W. Czlon ten sumuje sygnaly z uwzglednieniem ich znaków i równoczesnie przeprowadza calkowanie tej sumy.Calkowanie odbywa sie w ustalonym czasie, po którym wynik tej operacji jest przesylany do drugiego czlonu regulatora L. W czlonie L na¬ stepuje porównanie obecnej wartosci sumy scalko¬ wanej z wartoscia tej sumy z poprzedniego cyklu zapamietanej w czlonie M. Wynik porównania w 5626756267 postaci sygnalu + lub — przesylany jest do czlo¬ nu PM. Wartosc aktualna na wyjsciu czlonu W przeslana jest teraz do czlonu M gdzie zostaje zapamietana do nastepnego *cyklu roboczego. W czlonie Sttu Wykonywana jest operacja logiczna wedlug algorytmu szukania maksimum lub mini¬ mum. Na zakonczenie cyklu czlon PM zapamie¬ tuje znak sygnalu przychodzacego z czlonu L oraz zgodnie ze swym algorytmem wysyla sygnal +y lub —y do czlonu wykonawczego lub na regula¬ tor konwencjonalny jdko sygnal zwiekszenia lub ^nWejfeenia J4&D wartosci zadanej.Prace wszystkich tych czlonów w kazdym cyklu roboczym okresla urzadzenie synchronizujace S.Jezeli parametr p zalezy od sterowalnej wielkosci xk w ten sposób, ze dla pewnej wartosci tej wielkosci parittWtr p osiaga swoje ekstremum, wtedy regulator bedzie utrzymywal te wartosc ekstremalna niezaleznie od zmian pozostalych wielkosci Hi ... ¦«n. Zaleznosc p od -Xi ... xn za wyjatkiem xk posiada charakter w przyblizeniu liniowy, przy czym wielkosci Xi ... xn przyjmu¬ ja wartosci graniczne. Na wejscie wzmacniacza sumujaco-calkujacego -W wprowadza sie wielkosc xk, wartosci parametru p odpowiadaja granicznym wartosciom X! oraz aktualnej wielkosci x1# Su¬ mowanie algebraiczne tiwóch ostatnich wielkosci wprowadza poprawke na wartosc p, odnoszac ja do stalych wartosci wielkosci niesterowalnych.Dzieki temu regulator wyszukuje ekstremalna wartosc p ze wzgledu na wartosc xk, rtfezdtezrite od aktualnie zmieniajacych sie wartosci xx — czyli wyszukuje ekstremalne p w danych warun¬ kach pracy obiektu. Calkowanie tej sumy daje srednia wartosc szukanego p za okres calkowania, zwiekszajac dokladnosc pomiaru "tego parametru w obecnosci stechastycznych zmian wielkosci X! oraz uniezalezniajac pomiar od zmian wartosci p spowodowanych okresowa zmiana wartosci xk w czasie przeszukiwania zakresu jej dopuszczalnych wartosci w celu znalezienia ekstremum wartosci p.Opóznienia wystepujace pomiedzy zmianami xt a p kompensuje sie przez wlaczenie poszczegól¬ nych Xj kolejno, przesuwajac je w czasie o wiel¬ kosc odpowiadajaca temu opóznieniu. Przelaczen i Wlaczen dokonuje urzadzenie S synchronizujace prace ealego regulatora ekstremalnego. Czlon M zapaUnietywuje okresowo wielkosc wyjsciowa z czlo¬ nu W. Wartosc wyjsciowa wx poprzedniego cyklu refboczego jest porównywana z wartoscia wyjscio¬ wa w2 obecnego cyklu. Porównanie dokonuje sie w czlonie L, który w wyniku tego wysyla sygnal Znak poprzedniego y 1 I+ + Znak obecnego sygnaluz czlonu L + 1 + 1 Sygnal opracowa¬ ny przez PM (obecne y) + + | 10 15 20 25 30 36 40 75 50 55 60 4 + lub — do czlonu PM. Czlon PM pracuje we¬ dlug nizej podanego algorytmu: Czlon PM wysyla swój sygnal + lub — poza regulator ekstremalny, zapamietywuje ten sygnal oraz kasuje zapamietany sygnal z poprzedniego cyklu roboczego. Sygnal wyjsciowy z czlonu PM sluzy do zmiany xk w kierunku przyblizajacym parametr p do ekstremum.Przyklad zastosowania wynalazku podaje rysu¬ nek fig. 2 gdzie poszczególne czlony i wielkosci oznaczono nastepujaco: t — czas Ex — regulator ekstremalny v — sygnal wyjsciowy z regulatora eks¬ tremalnego, bedacy wartoscia za¬ dana regulatora stabilizujacego xL BID — reguhitor konwencjonalny Xi — wielkosc od której parametr p za¬ lezy w sposób ekstremalny u — sygnal sterujacy fi(t); f2(t) — zaburzenia stochastyczne Pi, P2 — skladowe wartosci p x2 — wielkosc od której p zalezy linio¬ wo Regulator ekstremalny mierzy dla danej war¬ tosci v calke: I = A/^(p1+p2)dt a nastepnie zgodnie z zapamietanym poprzednio stanem i sygnalem aktualnym czlonu L zmniejsza lub zwieksza okresowo v o pewna wartosc. Algo¬ rytm pracy podany wyzej zapewnia taki kierunek zmian v, a zatem i wielkosci xlt ze wartosc p = Pi + P2 dazy do ekstremum, a nastepnie oscy¬ luje wokól niego. Gdy wspólrzedna ekstremum zmienia sie, regulator podaza za nowym -punktem Xj, dla którego wartosc p osiaga swoje ekstremum.Zaleta urzadzenia wedlug wynalazku jest to, ze uscisla pomiar wartosci ekstremalnej usredniajac jej wartosc w czasie. Wprowadzenie sygnalów wedlug kolejnosci umozliwia kompensowanie cza¬ sów martwych, natomiast wprowadzenie sygnalów wartosci granicznych parametrów wprowadza kompensacje zmian wartosci ekstremalnych od nieregulowalnych parametrów. PL