RU1810878C - Адаптивна система управлени - Google Patents

Abstract

Использование: дл  управлени  технологическими объектами, например, в комбикормовой промышленности. Сущность изобретени : система содержит 1 блок формировани  сигнала адаптивного управлени  (13), 1 исполнительный механизм (1), 1 объект управлени  (2), 1 измеритель сигнала состо ни  объекта (4), 1 блок идентификации параметров объекта (5), 1 измеритель управл ющего воздействи  (3), 1 блок пам ти параметров объекта (6), 1 блок модели объекта (8), 1 блок сравнени  (9), 1 нуль-орган (10), 1 блок синхронизации (11), 1 генератор тестовых сигналов (12), 1 блок оптимизации управл ющего воздействи  (7). 1-2-4-5-6-8-9-10-11-7-13-1, 1-3-5, 3-8,-6-7, 6-13,4-9,4-13, 11-12-1, 11-5, 11-13. 1 ил. ел С

Description

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  технологическими объектами, например, в комбикормовой промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности за счет минимизации затрат электроэнергии. Положительный эффект достигаетс  за счет адаптивного управлени  нестационарным нелинейным объектом в оптимальном режиме по критерию минимума удельных энергозатрат.

На чертеже показана блок-схема адаптивной системы управлени  пресс-гранул - тором.

Адаптивна  система управлени  пресс- гранул тором содержит исполнительный механизм 1. объект управлени  2, измеритель управл ющего воздействи  3, измеритель сигнала состо ни  объекта 4, блок идентификации параметров объекта 5 (имеющий 3 входа и один выход), блок пам ти параметров объекта б (имеющий один вход и три выхода), блок оптимизации управл ющего воздействи  7 (имеющий два входа и один выход), блок модели объекта 8 (имеющий два входа, один выход), блок сравнений 9 (имеющий два входа, один выход), нуль-орган 10, блок синхронизации 11 (имеющий один вход, четыре выхода), генератор тестовых сигналов 12, блок формировани  сигнала адаптивного управлени  13 (имеющий четыре входа и один выход).

Блок формировани  сигнала адаптивного управлени  13 последовательно соединен с исполнительным механизмом 1, объектом управлени  2, измерителем сигнала состо ни  объекта 4, блоком идентификации параметров объекта 5. Вход измерител  управл ющего воздействи  3 подключен к выходу исполнительного механизма 4. Блок пам ти параметров объекта 5 последовательно соединен с блоком модели объекта 8, блоком сравнени  9, нуль-органом 10, блоком синхронизации 11, генератором тестовых сигналов 12. Первый и второй входы блока оптимизации управл ющего воздействи  7 подключены соответственно ко вторым входам блока пам ти параметров объекта 5;и блока синхронизации ft, третьи выходы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока формировани  сигнала адаптивного управлени  13, к третьему входу которого подкл ючен выход блока оптимизации управл ющего воздействи  7, к четвертому входу - выход измерител  сигнала состо ни  объекта 4 и второй вход блока сравнени  9, а к выходу - выход генератора тестовых сигналов 12. выход измерител  управл ющих воздействий 3 подключен к вторым входам блока модели объекта 8 и блока идентификации параметров объекта 5, третий вход которого подключен к четвертому выходу блока синхронизации 11, а выход - к входу блока пам ти параметров объекта 6;

Адаптивна  система управлени  пресс- гранул тором работает следующим образом .

0 Исполнительный механизм 1 на основании сигналов, поступающих от блока формировани  сигнала адаптивного управлени  13 и генератора тестовых сигналов 12, подает рассыпной комбикорм на объект управле5 ни  2 пресс-гранул тора. Измеритель управл ющего воздействи  3 преобразовывает физическую величину - количество рас- сыпного комбикорма поступающего в npecc-гранул тор в электрические сигналы.

0 Измеритель сигнала состо ни  объекта 4 предназначен дл  преобразовани  физической величины, характеризующей состо ние объекта в электрические сигналы.

Электрические сигналы входа и состо 5 ни  объекта управлени  2 поступают на блок идентификации параметров объекта 5. Этот блок оценивает параметры объекта управлени  2. Значени  этих параметров записываютс  в блок пам ти параметров

0 объекта 6,

По параметрам объекта блок оптимизации управл ющего воздействи  7 определ ет оптимальную уставку дл  блока формировани  сигнала адаптивного управ5 лени  13. На основании уставки и сигнала состо ни  объекта блок формировани  сигнала адаптивного управлени  13 осуществл ет управление объектом. Параметры блока формировани  сигнала адаптивно0 го управлени  13 перестраиваютс  ъ зависимости от параметров объекта управлени  2.

Блок модели объекта 8, использу  параметры объекта и его входной сигнал, вычис5 л ет сигнал (состо ни  модели объекта, который сравниваетс  блоком сравнени  9 с реальным сигналом состо ни  объекта. Если рассогласовани  сигналов нет, то выход нуль-органа 10 равен 0 и блок формиро0 вани  сигнала адаптивного управлени  13 управл ет объектом , 2. Если есть рассогласование сигнала состо ни  объекта и сигнала состо ни  модели объекта, то нуль-орган 10 выдает сигнал на блок синхронизации 11,

5 который Отключает блок формировани  сигнала адаптивного управлени  13, подключает генератор тестовых сигналов 12 и блок идентификации параметров объекта 5,

Генератор тестовых сигналов 12 вырабатывает сигнал, необходимый дл  идентификации параметров объекта. По окончании процесса идентификации блок синхронизатор 11 отключает блок идентификации параметров объекта 5, включает блок оптимизации управл ющего воздействи  7 и затем по окончании работы этого блока отключает генератор тестовых сигналов 12, блок оптимизации управл ющего воздействи  7 и включает блок формировани  сигнала адаптивного управлени  13.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обладает преимуществом - позвол ет адаптивно управл ть нестационарным нелинейным объектом в оптимальном режиме. За счет этого экономитс  электроэнерги  и повышаетс  качество готовой продукции.

Изобретение выполн етс  следующим образом.

Исполнительный механизм 1 реализован при помощи электропривода посто нного тока БУ3609; объектом управлени  2  вл етс  пресс-гранул тор Б6-ДГВ; измеритель управл ющего сигнала 3 реализован при помощи тахогенератора, вход щего в комплект электропривода посто нного тока БУ3609; измеритель сигнала состо ни  объекта 4 реализован при помощи датчика тока - трансформатора ДТТ 200/5.

Оцениваютс  параметры модели объекта

lk-M alk+bq+cqz,(1)

где 1 - сигнал состо ни  объекта; . к - дискретный момент времени;

а, Ь, с - оцениваемые параметры;

q - сигнал управл ющего воздействи ,

Блок синхронизации 11 осуществл ет включение и отключение блока идентификации параметров объекта 5.

Работа блока идентификации параметров объекта заканчиваетс  при отключении питани .

У блока пам ти параметров объекта 6 входы и выходы отражают смысловую св зь - передачу параметров объекта (1) а, Ь, с. Если модель объекта уложитс  (в зависимости от конкретной реализации), то необходимо будет передавать большее количество параметров, поэтому св зи изображены в виде одной стрелки. Блок пам ти параметров объекта 6 работает посто нно, Запись информации и считывание осуществл етс  с временной дискретностью работы АЦП и ЦАП. АЦП сигнал не записывает в случае его отсутстви .

Блок оптимизации управлени  воздействи  позвол ет определить такое значение сигнала состо ни  объекта I, дл  которого критерий удельных энергозатрат

(f/q)

минимален (см. Долгозв г В. А. и др. Математическа  модель пресс-гранул тора ДГ-1. Извести  ВУЗов. Пищева  технологи , №4, 1981, с. 55-59), В литературе отмечено, что 5 критерий имеет экстремум. Причем выбор режима работы пресса вблизи точки экстремума приводит к экономии электроэнергии и повышает качество гранулированного комбикорма.

0 Блок 4 алгоритма соответствует блокам 3,4,3,5. Выполн етс  операци  вычислени  состо ни  объекта I в статике

| bg+cq2

Блок алгоритма соответствует блоку 7. 5 Вычисл етс  критерий l/q. Выполн етс  сравнение критери  с предыдущим его значением . Если значени  критериев равны с допустимой точностью, то экстремум найден . Найденна  величина I, соответствую0 ща  критерию, записываетс  в регистр.

Так как количество параметров модели (1) зависит от структуры модели объекта управлени , то св зь между блоками 6 и 8 изображена одной линией,

5Блок сравнени  9 реализован при помощи сумматора.

Нуль-орган 10 реализован при помощи последовательного соединени  выпр мител  и порогового устройства (компаратора),

0Блок синхронизации 11 реализован при помощи командоаппарата КЭП-12 у, Блок синхронизации 11 осуществл ет включение и отключение блоков устройства. Отрезок пр мой соответствует состо нию блока

5 включено, иначе блок отключен.

Генератор тестовых сигналов 12 реализован при помощи известного устройства - генератора ступенчатого сигнала. Данный блок может быть реализован также при помо0 щи известных устройств. Генератор тестовых сигналов 12 вырабатывает ступенчатый сигнал . Длительность ступенчатого сигнала г выбираетс  такой, чтобы затух переходной процесс в объекте. Дл  пресса Б6-ДГВ это

5 около 30 с.

Длительность работы генератора Т определ етс  по формуле т - Gmax

0 где Gmax - максимальна  производительность пресса (по паспорту);

A q - амплитуда ступенчатого сигнала (минимальное изменение производительности по паспорту).

5Блок формировани  сигнала адаптивного управлени  реализует ПИ закон управлени . Известно, что ПИ закон регулировани  позвол ет управл ть объектами, модели которых можно представить апериодическим

звеном I или II пор дка. Таковым объектом  вл етс  пресс-гранул тор.

Claims (1)

1. Так как параметры а, Ь, с модели (1) пресса измен ютс  во времени и при переходе на иной рецепт комбикорма, то в блоке формировани  сигнала адаптивного управлени  13 производитс  пересчет коэффициентов регул тора. Перестройка коэффициентов регул тора выполн етс  по известному алгоритму.. Формула изобретени  Адаптивна  система управлени , содержаща  последовательно соединенные блок формировани  сигнала адаптивного управлени , исполнительный механизм, объект управлени , измеритель сигнала состо ни  объекта, блок идентификации параметров объекта, а также измеритель управл ющего воздействи , вход которого подключен к выходу исполнительного механизма , отличающа с  тем. что, с целью повышени  экономичности за счет минимизации затрат электроэнергии, дополнительно введены последовательно соединенные

   0

   5

   0

   блок пам ти параметров объекта, блок модели объекта, блок сравнени , нуль-орган, блок синхронизации, генератор тестовых сигналов, а также блок оптимизации управл ющего воздействи , первый и второй входы которого подключены соответственно к вторым выходам блока пам ти параметров объекта и блока синхронизации, третьи выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока формировани  сигнала адаптивного управлени , к третьему входу которого подключен выход блока оптимизации управл ющего воздействи , к четвёртому входу-выход измерител  сигнала состо ни  объекта и второй вход блока сравнени , а к выходу - выход генератора тестовых сигналов, выход измерител  управл ющих воздействий подключен к вторым входам блока модели объекта и блока идентификации параметров объекта, третий вход которого подключен к четвертому выходу блока синхронизации, а выход - к входу блока пам ти параметров объекта. .

   25