RU2017196C1

RU2017196C1 - Method for control of manufacture object

Info

Publication number: RU2017196C1
Authority: RU
Inventors: П.В. Костогрыз
Original assignee: Институт газа АН Украины
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: automatic control. SUBSTANCE: method involves generation of task, measuring controlled parameter of object, determination of deviation of controlled parameter and rate of deviation. Then control effect is generated which period is equal to sum of delay time and object time constant. Generation of control effect starts at beginning of each period, when task is changed or deviation exceeds toleration range of controlled parameter and neutral zone. Range of neutral zone is less than error of controlled parameter. Value of control effect is proportional to toleration range of deviation which is proportional to deviation rate when deviation is out of neutral zone. Otherwise, toleration range of deviation is proportional to residual deviation. Generation of control effect finishes and is processed at beginning of period by subtraction of constant value from initial value of control effect. amplitude of constant value is greater than non-sensitive range of control circuit. EFFECT: improved quality of control, decreased dynamic error, decreased excessive correction, decreased time of transient processes, increased precision of control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматического управления статическими и астатическими, непрерывными и циклическими технологическими объектами в различных отраслях промышленности, в которых возмущения вызывают отклонение объекта от состояния равновесия. The invention relates to the field of automatic control of static and astatic, continuous and cyclic technological objects in various industries in which disturbances cause the object to deviate from the equilibrium state.

Известны способы автоматического управления [1], по которым формируют задание, измеряют регулируемый параметр, определяют отклонение регулируемого параметра от задания и скорость отклонения, формируют управляющие воздействия пропорционально отклонению регулируемого параметра (П-закон), пропорционально сумме отклонения и интеграла по нем (ПИ-закон), пропорционально сумме отклонения, интеграла и производной по отклонению (ПИД-закон) и отрабатывают непрерывно в течение переходного процесса в соответствии с постоянным изменением отклонения. Known methods of automatic control [1], which form the task, measure the adjustable parameter, determine the deviation of the adjustable parameter from the task and the speed of deviation, form the control actions in proportion to the deviation of the adjustable parameter (P-law), in proportion to the sum of the deviation and the integral over it (PI- law), in proportion to the sum of the deviation, the integral and the derivative of the deviation (PID law) and work out continuously during the transition process in accordance with a constant change in the deviation tions.

Управление технологическими объектами с использованием П-, ПИ- и ПИД-законов регулирования в большинстве своем (случаев) неудовлетворительно из-за наличия статической ошибки при П-законе; увеличения переходного процесса на 20-40% при ПИ- и в 2-3 раза при ПИД-законах по сравнению с П-законом; ограниченности быстродействия (малый допустимый коэффициент усиления в зоне устойчивости); наличия потенциальной возможности генерирования незатухающих колебаний и потери устойчивости; наличия значительных трудностей определения и установки оптимальных параметров настройки. The control of technological objects using the P-, PI- and PID-laws of regulation in most of them (cases) is unsatisfactory due to the presence of a static error in the P-law; an increase in the transition process by 20-40% with PI and 2-3 times with PID laws compared to the P-law; performance limitations (low allowable gain in the stability zone); the potential for generating undamped oscillations and buckling; significant difficulties in determining and setting the optimal settings.

Известен, выбранный в качестве прототипа, способ автоматического управления [2], по которому формируют задание, измеряют регулируемый параметр, определяют отклонение регулируемого параметра от задания и скорость отклонения, формируют управляющее воздействие пропорционально сумме отклонения и производной (ПД-закон) и отрабатывают непрерывно в течение переходного процесса в соответствии с постоянным изменением отклонения. Known, selected as a prototype, the automatic control method [2], which form the task, measure the adjustable parameter, determine the deviation of the adjustable parameter from the task and the speed of deviation, form the control action in proportion to the sum of the deviation and derivative (PD law) and work out continuously in the transition process in accordance with a constant change in deviation.

Практическое использование данного способа крайне ограничено из-за наличия статической ошибки, потенциальной возможности генерирования незатухающих колебаний и потери устойчивости даже при малом (допустимом) коэффициенте усиления. The practical use of this method is extremely limited due to the presence of a static error, the potential for generating undamped oscillations, and loss of stability even with a small (allowable) gain.

Функциональная ограниченность прототипа и аналогов связана с использованием "метода проб и ошибок" и аналоговым принципом формирования и отработки управляющего воздействия, требуемую величину которого не вырабатывают. Управление осуществляют путем непрерывного согласования текущего и заданного значений регулируемого параметра при крайне малых (допустимых) коэффициентах усиления (граница устойчивости). В результате наблюдаются "затягивание" переходного процесса, крайне слабое использование потенциальных возможностей "опережающего воздействия" производной, значительные трудности определения оптимальных значений сильно взаимосвязанных между собой и зависящих от статических и динамических характеристик технологических объектов двух-трех параметров настройки и т.д., а в целом плохое качество управления, невосполнимые потери энергоносителей и промышленной продукции. The functional limitation of the prototype and analogues is associated with the use of the “trial and error method” and the analog principle of the formation and development of the control action, the required value of which is not developed. The control is carried out by continuously coordinating the current and specified values of the adjustable parameter with extremely small (allowable) gain factors (stability limit). As a result, there is a “delay” of the transition process, an extremely weak use of the potential opportunities of the “leading effect” of the derivative, significant difficulties in determining the optimal values of highly interconnected and depending on the static and dynamic characteristics of technological objects of two or three settings, etc., and generally poor management quality, irreparable losses of energy and industrial products.

Задача изобретения - создание высококачественного способа управления за счет уменьшения динамической ошибки и перерегулирования, продолжительности переходного процесса и интегральных показателей качества и повышение точности управления. The objective of the invention is the creation of a high-quality control method by reducing dynamic error and overshoot, the duration of the transition process and integral quality indicators and improving the accuracy of control.

Задача решена тем, что по способу автоматического управления технологическим объектом, по которому фоpмируют задание, измеряют регулируемый параметр, определяют отклонение регулируемого параметра от задания и скорость отклонения, согласно изобретению управляющее воздействие формируют периодически с периодом, равным сумме времени запаздывания и постоянной времени объекта управления, начинают формировать управляющее воздействие в моменты изменения задания и при превышении отклонением зоны ограничения регулируемого параметра и нейтральной зоны, величину которой выбирают меньше величины погрешности регулируемого параметра, величину управляющего воздействия устанавливают пропорциональной предельному отклонению, которое пропорционально скорости отклонения в начале формирования управляющего воздействия и остаточному отклонению в остальные его периоды, дискретно вычитают до нуля из начальной величины управляющего воздействия постоянный сигнал, амплитуда которого больше зоны нечувствительности контура управления. The problem is solved in that according to the method of automatic control of the technological object by which the task is formed, an adjustable parameter is measured, the deviation of the adjustable parameter from the task and the deviation rate are determined, according to the invention, the control action is generated periodically with a period equal to the sum of the delay time and the time constant of the control object, begin to form a control action at the moments of changing the task and when the deviation exceeds the limits of the controlled parameter and the neutron ral zone, the value of which is chosen less than the error of the adjustable parameter, the magnitude of the control action is set proportional to the maximum deviation, which is proportional to the speed of deviation at the beginning of the formation of the control action and the residual deviation in its remaining periods, the constant signal is discretely subtracted to zero from the initial value of the control action, the amplitude which is larger than the dead band of the control loop.

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа. The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Схема реализации предлагаемого способа включает в себя пять блоков. Блок 1 обеспечивает формирование сигналов задания Р_з, отклонения μ измеряемого регулируемого параметра Р_т от задания Р_з, знака отклонения Р±(0,1), команды К(0,1) превышения отклонения заданной нейтральной зоны Δ Н, импульсных команд K_μ (0,1) превышения отклонения μ заданного ограничения μ_з и К_з(0,1) изменения задания Р_з. Блок состоит изх трех сумматоров С1, С2, С3, двухрелейных элементов ЭСР.1,2 сравнения, двух релейно-импульсных элементов РИЭ. 1,2, элемента временной задержки и элемента ИЛИ V.1. На входы С.1 подают сигналы Р_т и Р_з, а выход μ является выходным сигналом блока, а также входом РИЭ. 1. На второй вход РИЭ.1 подают сигнал задания μ_з, выход K_μ которого является выходным сигналом блока. На входы С.2 и С.3 подают сигналы Р_з и Δ Н, выходы их соединены с первыми входами ЭСР.1 и ЭСР.2, на вторые входы которых подают сигнал Р_т, а выходы Р₊ и Р_- являются выходными сигналами блока и соединены с двумя входами элемента ИЛИ V.1, выход К которого также является выходным сигналом блока. Входы РИЭ.2 один прямо, а другой через элемент временной задержки соединены с Р_з, а выход - выходной сигнал К_зблока.The implementation scheme of the proposed method includes five blocks. Block 1 provides the formation of signals of the task P _s , deviations μ of the measured adjustable parameter P _t from the task P _s , the sign of the deviation P ± (0,1), the command K (0,1) exceeding the deviation of the specified neutral zone Δ N, pulse commands K _μ (0.1) exceeding the deviation μ of the specified limitation μ _s and K _s (0,1) changing the task P _s . The block consists of three adders С1, С2, С3, two-relay elements ESR.1,2 comparison, two relay-pulse elements RIE. 1.2, time delay element and OR element V.1. At the inputs C.1 signals R _t and P _s are supplied, and the output μ is the output signal of the block, as well as the input of the RIE. 1. The second input RIE.1 serves the reference signal μ _s , the output K _{μ of} which is the output signal of the block. The inputs C.2 and C.3 provide signals P _s and Δ H, the outputs are connected to their first inputs and ESR.1 ESR.2, the second inputs of which is supplied signal P _r, and the outputs P ₊ and P _- are the output signals block and connected to two inputs of the element OR V.1, the output of which is also the output signal of the block. The inputs of the RIE.2 are one directly and the other through a time delay element is connected to P _s , and the output is the output signal K _{s of the} block.

Блок 2 обеспечивает формирование сигналов производной μ' и предельного отклонения μ_∞, состоит из дифференциатора и усилителя V.1 с коэффициентом усиления К₁. Вход дифференциатора соединен с выходом μ блока 1, а выход - с входом V. 1, на второй вход усилителя подают К', выход которого является выходом μ_∞ блока.Block 2 provides the formation of signals of the derivative μ 'and the maximum deviation μ _∞ , consists of a differentiator and amplifier V.1 with a gain of K ₁ . The input of the differentiator is connected to the output μ of block 1, and the output to the input V. 1, K 'is fed to the second input of the amplifier, the output of which is the output μ _{∞ of the} block.

Блок 3 обеспечивает формирование нормированного по возмущению управляющего воздействия φ, состоит из релейного элемента РЭ.1 с нормально закрытым (НЗ) контактом, непрерывного элемента НЭСmax сравнения с выбором большего сигнала и усилителя V.2 с коэффициентом усиления К_р устройства. Один вход РЭ.1 соединен с выходом μ_∞ блока 2, другой - с выходом самоблокирующегося РЭС блока 4, а выход - с первым входом НЭСmax, второй вход которого соединен с выходом μ блока 1, а выход - с входом V.2, выход φ которого является выходным сигналом блока.Block 3 provides the formation of a control action normalized by disturbance φ, consists of a relay element RE.1 with a normally closed (NC) contact, a continuous element of the NESmax of comparison with the choice of a larger signal and an amplifier V.2 with a gain K _{p of the} device. One input of RE.1 is connected to the output μ _{∞ of} block 2, the other to the output of the self-locking RES of block 4, and the output to the first input of the NESmax, the second input of which is connected to the output μ of block 1, and the output to the input V.2, the output φ which is the output signal of the block.

Блок 4 регламентирует порядок выполнения операций: формирует сигналы временной задержки t_з, периода II, команды К_t (0,1) окончания счета времени задержки t_з, К_оп (0,1) окончания счета периода П, К_ссброса в "0" Стп, К_п (0,1) начала счета нового периода П. Блок состоит из двух счетчиков (таймеров) Ст_tз и Cт_п времени, трех элементов ИЛИ V.2,3,4, одного самоблокирующегося релейного элемента задержки и одного инвертора Ин. Вход Ст_tз соединен с выходом блока 1 (сигнал К) (на второй вход его подают задание времени задержки t_з), а выход К_t - с третьим входом его, является выходом блока и соединен с первым входом РИЭ.3 прямо, а с вторым через временной элемент задержки. Выход РИЭ.3 соединен с первым входом элемента ИЛИ V.2, выход которого соединен с первым входом ИЛИ V.3. Вторые входы элементов ИЛИ V.2 и V.3 соединены с выходами блока 1 (K_μ и К_з), причем выход элемента ИЛИ V. 3 соединен с первым входом элемента ИЛИ V.4, второй вход которого соединен с входом Ин и выходом С_тп (К_оп), а выход - с входом Стп, на второй вход которого подают задание периода П_з. Выходы элемента ИЛИ V.4 и Ин являются выходными сигналами К_с и К_п блока.Block 4 governs the order of operations: generates signals of the time delay t _s , period II, the command K _t (0,1) the end of the count of the delay time t _s , K _op (0,1) the end of the count of the period P, K _from reset to "0 "Stp, K _p (0,1) of the beginning of the counting of the new period P. The block consists of two counters (timers) St _tz and Ct _p time, three elements OR V.2,3,4, one self-locking relay delay element and one inverter John The input St _{tz is} connected to the output of block 1 (signal K) (a delay time t _{s is} supplied to its second input), and the output To _t with its third input is the output of the block and is connected directly to the first input of the RIE. 3 and second through the time delay element. The output of the RIE.3 is connected to the first input of the OR element V.2, the output of which is connected to the first input of the OR V.3. The second inputs of the OR elements V.2 and V.3 are connected to the outputs of block 1 (K _μ and K _s ), and the output of the OR element V. 3 is connected to the first input of the OR element V.4, the second input of which is connected to the input In and the output With _TP (K _op ), and the output with the input Stp, the second input of which serves the job period P _s . The outputs of the OR element V.4 and In are the output signals K _s and K _p block.

Блок 5 обеспечивает формирование с заданной амплитудой, периодом и длительностью приращения выходного сигнала P_X±n˙Δφ заданного знака (±), выработку команды К_и(0,1) окончания отработки сформированного в самом начале периода нормированного управляющего воздействия φ, усиление и выдачу на ИМ выходного сигнала Р_х устройства. Блок состоит из семи релейных элементов РЭ. 2,3,4,6,7,9,10 с нормально открытыми (НО) контактами, двух РЭ.5,8,11 с НЗ контактами, четырех сумматоров С. 4,5,6,7, двух запоминающих устройств ЗУ. 1,2, генератора прямоугольных импульсов Ги, элемента ИЛИ V.5, двух элементов ЭСР.3,4 сравнения с релейным выходом и усилителя мощности V.3. На первые входы сумматоров С.4,5 подают заданный сигнал приращения Δφ, а вторые их входы соединены с выходом РЭ.4, входом РЭ.9, второй вход которого соединен с выходом блока 4 (К_с), а также входами ЭСР.3,4 и входом V.3, а выходы С.4,5, через РЭ.2,3, вторые входы которых соединены с выходами блока 1 (Р_- и Р₊), соединены с входом РЭ.5, выход которого через ЗУ.1 соединен с входом РЭ. 4. Вторые входы РЭ.4 и РЭ.5 соединены с выходом Ги, а вход Ги через РЭ.6, РЭ.7, вторые входы которых соединены с выходами блока 1 (К, К_t) и РЭ.8 соединен с выходом блока 4 (К_п). Второй вход РЭ.8 соединен с выходом элемента ИЛИ V. 5 (К_и) (команда Ки является и выходом блока), два входа элемента ИЛИ V.5 соединен с выходами ЭСР.3 и ЭСР.4 входы которых соединены с входом V.3 и выходами С. 6, 7, первые входы которых через ЗУ.2 соединены с выходом РЭ. 9, а вторые - с выходом блока 3 (φ). Выход V.3 соединен с выходом РЭ.11, на вход которого подают сигнал ручного задания Р_хр, и входом РЭ. 10, выход которого соединен с входом V.3. На вторые входы РЭ.10 и РЭ.11 подают команду Р_к включения автоматического управления.Block 5 provides the formation with a given amplitude, period and duration of the output signal increment P _X ± n˙Δφ of a given sign (±), generation of the K command _and (0,1) the end of mining of the normalized control action φ formed at the very beginning of the period, amplification and output on the IM of the output signal P _x device. The block consists of seven relay elements RE. 2,3,4,6,7,9,10 with normally open (NO) contacts, two REs; 5,8,11 with NC contacts, four adders S. 4,5,6,7, two memory devices. 1.2, a generator of rectangular pulses Gu, an OR element V.5, two ESR elements. 3.4 comparisons with a relay output and a power amplifier V.3. At the first inputs of the adders C.4.5, a predetermined increment signal Δφ is supplied, and their second inputs are connected to the output of RE.4, the input of RE.9, the second input of which is connected to the output of block 4 (K _s ), as well as the inputs of ESD.3 4 and the input V.3, and the outputs C.4.5, through RE.2,3, the second inputs of which are connected to the outputs of unit 1 (P _- and P ₊ ), connected to the input of RE.5, the output of which is through the memory .1 connected to the input of the RE. 4. The second inputs of RE.4 and RE.5 are connected to the output of Gu, and the input of Gu through RE.6, RE.7, the second inputs of which are connected to the outputs of block 1 (K, K _t ) and RE.8 are connected to the output of the block 4 (K _p ). The second input of RE.8 is connected to the output of the OR V. 5 element (К _and ) (the Ki command is also the output of the block), the two inputs of the OR OR V.5 element are connected to the outputs ESR.3 and ESR.4 whose inputs are connected to the input V. 3 and outputs C. 6, 7, the first inputs of which are connected through the charger. 2 to the output of the RE. 9, and the second with the output of block 3 (φ). The output V.3 is connected to the output of RE.11, the input of which serves as a manual reference signal P _xp , and the input of RE. 10, the output of which is connected to the input of V.3. At the second inputs of RE.10 and RE.11 give a command P _to enable automatic control.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

По статическим и динамическим характеристикам конкретного технологического объекта, характеристикам измерительной и регулирующей аппаратуры схемы реализации предлагаемого способа определяют и устанавливают величины сигналов: регулируемого параметра Р_з, нейтральной зоны Δ Н, времени задержки t_з, периода П, амплитуду Δφ, период и длительность дискретных приращений, ограничение μ_з, коэффициенты усиления К' и К_р. При этом Δ Н выбирают меньше величины погрешности измерения регулируемого параметра t_з ≃ 0,1Т_о, П= Т_о+ τ, Δφ больше зоны нечувствительности контура управления, а период и длительность дискретных приращений больше запаздывания и потерь сигнала в контуре управления, μ_з≅0,35μ_∞, K^′=

, а K_р=

, где Т_о - постоянная времени объекта; τ - запаздывание; μ - производная по отклонению μ; μ_∞ - предельное отклонение; К_об - коэффициент усиления объекта. Вначале включают тумблер А (автоматическое регулирование, К - каскадное регулирование). При этом команда Р_к закрывает НО и открывает НЗ контакты РЭ.10 и РЭ.11: сигнал ручного управления Р_хр с выхода V.3 поступает на вход V.3. Одновременно подаются измеряемый сигнал Рт на входы С.1 и ЭСР.1 и ЭСР.2, а сигнал задания Рз на входы С.1, С.2, С.3 и РИЭ.2 блока 1. При этом на выходе С.1 получают сигнал отклонения μ, на выходах С.2 и С.3 - соответственно Р_з+ Δ Н и Р_з- Δ Н на выходе РИЭ.2 - импульсный сигнал (К_з=1), который, пройдя через элементы ИЛИ V.2,3,4, сбрасывает в ноль С_тп (блок 4). Если технологический объект находится в состоянии равновесия (Р_т=Р_з, μ=0, μ'=0), то С_тп автоматически начинает отсчет периода, но управляющее воздействие не формируется (φ= 0) ни вначале этого, ни в последующие периоды. При этом выходной сигнал остается неизменным, т.е. Р_х=Р_хр.The static and dynamic characteristics of a particular technological object, the characteristics of the measuring and control equipment of the implementation scheme of the proposed method determine and set the signal values: adjustable parameter P _s , neutral zone Δ H, delay time t _s , period P, amplitude Δφ, period and duration of discrete increments , limitation μ _s , gain K 'and K _p . In this case, Δ Н is chosen less than the measurement error of the adjustable parameter t _z ≃ 0.1T _о , П = Т _о + τ, Δφ is greater than the dead band of the control loop, and the period and duration of the discrete increments are greater than the delay and signal loss in the control loop, μ _s ≅0.35μ _∞ , K ^′ =

, and K _p =

where T _about - the time constant of the object; τ is the delay; μ is the derivative with respect to the deviation μ; μ _∞ is the maximum deviation; To _about - the gain of the object. At first they turn on the toggle switch A (automatic regulation, K - cascade regulation). In this case, the command P _k closes the NO and opens the NC contacts of RE.10 and RE.11: the manual control signal P _xp from the output V.3 is fed to the input V.3. At the same time, the measured signal Pt is supplied to the inputs C.1 and ESR.1 and ESR.2, and the signal of the reference Pz to the inputs C.1, C.2, C.3 and RIE.2 of block 1. At the same time, output C.1 receive the deviation signal μ, at the outputs C.2 and C.3 - respectively P _s + Δ N and P _s - Δ N at the output of RIE.2 - a pulse signal (K _s = 1), which, passing through the elements OR V. 2,3,4, resets to zero With _TP (block 4). If the technological object is in equilibrium (P _t = P _s , μ = 0, μ '= 0), then C _tp automatically starts the period counting, but the control action is not formed (φ = 0) neither at the beginning of this, nor in subsequent periods . In this case, the output signal remains unchanged, i.e. P _x = P _xp .

Если технологический объект под воздействием возмущения выходит из состояния равновесия, Рт≥Р_з+Δ Н (Р_т≅Р_з-Δ Н), т.е. отклонение регулируемого параметра μ выходит из заданной нейтральной зоны μ≥Δ Н, но μ<μ_з (заданное ограничение), то на выходе ЭСР.1 блока 1 появляется команда Р _-=1, которая замыкает НО контакт РЭ.2 блока 5 (выход ЭСР.2 Р₊=0), проходит через элемент ИЛИ V.1 и уже как команда К=1 (выход блока 1) включает Ст_tз (блок 4), замыкает НО контакт РЭ.6 (блок 5), снимая запрет на включение Ги, и поступает на вход РЭС (блок 4). Одновременно сигнал отклонения μ поступает на вход РИЭ. 1, выход которого K_μ=0, так как μ<μ_з, вход дифференциатора d/dt и вход НЭС max. При этом выход дифференциатора d/dt усиливается с заданным коэффициентом К' в V.1, и его выходной сигнал, равный предельному отклонению μ_∞, пропорционален скорости отклонения (производной) μ', а следовательно, и приложенному возмущению. Сигнал μ_∞ через Нзх контакт РЭ.1 поступает на второй вход НЭСmax и сравнивается с μ. Выход НЭСmax, поскольку в начале переходного процесса при большем возмущении μ_∞ > μ, равный μ_∞, усиливается с заданным Кр в V.2, на выходе которого получают опережающий примерно на ЗТ_о времени, нормированный по возмущению, т.е. пропорциональный тому отклонению μ_∞, которое возникло бы через время, равное ЗТ_о, сигнал управляющего воздействия φ, который поступает на входы С.6 и С.7.If the technological object under the influence of perturbation leaves the equilibrium state, Рт≥Р _з + Δ Н (Р _т ≅Р _з -Δ Н), i.e. the deviation of the adjustable parameter μ leaves the given neutral zone μ≥Δ Н, but μ <μ _s (given restriction), then the P _- = 1 command appears at the output of ESR.1 of block 1, which closes the NO contact of RE.2 of block 5 (output ESR.2 P ₊ = 0), passes through the OR element V.1 and already as a command K = 1 (output of block 1) turns on St _tz (block 4), closes the NO contact of RE.6 (block 5), removing the ban on the inclusion of Gi, and enters the input of the RES (block 4). At the same time, the deviation signal μ is fed to the input of the RIE. 1, the output of which K _μ = 0, since μ <μ _s , the input of the differentiator d / dt and the input of the NES max. In this case, the output of the differentiator d / dt is amplified with a given coefficient K 'in V.1, and its output signal, equal to the maximum deviation μ _∞ , is proportional to the speed of the deviation (derivative) μ', and therefore the applied perturbation. The signal μ _∞ through Нзх contact РЭ.1 arrives at the second input of the NESmax and is compared with μ. Yield NESmax since the beginning of the transition at a greater perturbation μ _∞> μ, equal to μ _∞, amplified with a predetermined Cr in V.2, the output of which is obtained at ST advancing approximately _the time normalized by the perturbation, i.e. proportional to the deviation μ _∞, which would occur after a time equal _to ST, the signal control action cp, which is supplied to the inputs C.6 and C.7.

За время отсчета заданного времени задержки (t≃0,1Т_о) отклонение μ, производная μ', предельное отклонение μ_∞, а следовательно, и управляющее воздействие φ непрерывно увеличиваются. К концу отсчета t₃₃ отклонение μ по абсолютной величине превышает погрешность измерения регулируемого параметра Р_т, что увеличивает достоверность измерения μ и μ', а следовательно, и сигнала управляющего воздействия φ. В конце отсчета заданного времени задержки, когда t_зз≅t_т, на выходе Ст_tзпоявляется команда К_t=1, которая останавливает счет t_з, но в ноль Ст_tзне сбрасывает (сброс в ноль Ст_tз выполняет команда К=0), замыканием НО контакта РЭ.7 снимает запрет включения Ги, а пройдя через РИЭ.3, уже как импульсная команда К_tи=1 проходит через элементы ИЛИ V.3,4 и уже как импульсная команда Кс=1 сбрасывает в ноль Ст_п, на время действия импульса замыкает НО контакт РЭ.9 (блок 5), обеспечивая запоминание в ЗУ.2 (блок 5) сигнала выхода в самом конце периода Р_х=Р_хп.During the reference time of the specified delay time (t≃0.1T _о ), the deviation μ, the derivative μ ', the limiting deviation μ _∞ , and therefore the control action φ, are continuously increasing. By the end of counting t _{33, the} deviation of μ in absolute value exceeds the measurement error of the adjustable parameter P _t , which increases the reliability of the measurement of μ and μ ', and therefore the control signal φ. At the end of a predetermined reference delay time t _ss ≅t _t, the output appears Cm _td command K _t = 1, which takes account of t _s, but not zero Cm _td resets (reset to zero command St _tz performs K = 0) , by closing the NO contact of RE.7, removes the prohibition of turning on Gi, and after passing through RIE.3, already as an impulse command K _ti = 1 passes through the elements OR V.3,4 and already as an impulse command Kc = 1 resets St _p , for the duration of the pulse, the NO contact RE.9 closes (block 5), providing in the memory 2 (block 5) the output signal at the very end of the period P _x = P _xn .

После сброса в ноль Ст_п автоматически включается на отсчет следующего периода и его выходной сигнал К_оп=0, пройдя через Ин, уже как сигнал К_п=1 проходит через НЗ контакт РЭ.8 и закрытые командами К_t=1 и К=1 НО контакты РЭ. 7 и Р Э.6 и включает Ги, период и длительность прямоугольных импульсов (Р= 0, Р=1) которого заданы. Чередующиеся импульсы Ги управляют НО и НЗ контактами РЭ. 4 и РЭ.5, обеспечивая при Р=0 в С.5 сложение сигнала Р_х, равного запомненному в ЗУ.2 в самом конце предыдущего периода, сигнала выхода Р_х= Р_хп с постоянным заданным сигналом дискретного приращения Δφ, а в С.4 - вычитание последнего. При этом на ЗУ.1 и вход РЭ.4 через закрытый командой Р_-= 1 (блок 1) НО контакт и НЗ контакт РЭ.5 через закрытый командой Р_-=1 (блок 1) НО контакт и НЗ контакт РЭ.5 подается сигнал Р_х-Δφ выхода С.4, но на входы сумматоров С.4, С.5 и вход V.3 сигнал Р_х- Δφ не поступает.After resetting to zero, St _{p is} automatically turned on for counting the next period and its output signal K _op = 0, passing through In, already as a signal K _p = 1 passes through the NC contact of RE.8 and closed by the commands K _t = 1 and K = 1 BUT contacts RE. 7 and P E.6 and includes Gi, the period and duration of the rectangular pulses (P = 0, P = 1) are specified. Alternating pulses of Gi control the NO and NC contacts of the RE. 4 and RE.5, providing at P = 0 in C.5 the addition of the signal P _x equal to that stored in the memory 2 at the very end of the previous period, the output signal P _x = P _xn with a constant predetermined discrete increment signal Δφ, and in C .4 - subtraction of the latter. At the same time, on the charger.1 and input RE.4 through the closed by the command Р _- = 1 (block 1) NO contact and the NC contact of the RE.5 through the closed by the command Р _- = 1 (block 1) NO contact and the NC contact of the RE.5 is fed the signal P _x -Δφ of the output C.4, but to the inputs of the adders C.4, C.5 and the input V.3 the signal P _x - Δφ is not received.

При смене импульса с Р=0 на Р=1 после одновременного размыкания НЗ (РЭ. 5) и замыкания НО (РЭ.4) контактов уже уменьшенный на сигнал Р_х(Р_х-Δφ) запоминается в ЗУ.1, подается на входы С.4 и С.5 и на вход V.3, а после усиления по мощности - на ИМ, где он перемещением регулирующего органа уменьшает поступление энергии (вещества) на объект на постоянную заданную сигналом приращения величину. Одновременно сигнал Р_х-Δφ подается на входы ЭСР. 3 и ЭСР. 4, в которых сравнивается дискретно изменяющийся сигнал Р_х-Δφ с постоянными на время счета периода П сигналами выхода С.6(Р_х+φ) и С. 7(Р_х-φ), которые получают суммированием в С.6, запомненного в ЗУ.2 в самом конце предыдущего периода сигнала Р_х=Р_хп со сформированным в самом начале данного периода управляющим воздействием φ и вычитанием последнего в С.7. При этом выход ЭСР.3 при уменьшении сигнала Рх всегда равен нулю, так как разность сравниваемых сигналов Рх+ φ > Р_х-n˙Δφ увеличивается, а выход ЭСР.4 равен нулю только до уменьшения до нуля сравниваемых сигналов (Рх- φ < Рх-n˙Δφ). Сменой импульса с Р=1 на Р=0 обеспечиваются запоминание в ЗУ.1 и выдача на вход РЭ.4 сигнала Рх-2˙Δφ. При повторной смене импульса с Р=0 на Р= 1 операции повторяются и выходной сигнал Р_х и разность между сравниваемыми в ЭСР.4 уменьшается уже на 2˙Δφ. Процесс дискретного уменьшения выходного сигнала Р_х продолжается до полной отработки начальной величины сформированного в самом начале данного периода управляющего воздействия φ, т.е. до окончания процесса дискретного вычитания до нуля из начальной величины управляющего воздействия φ постоянного заданного сигнала приращения Δφ. В конце отработки, когда Р_х- φ≥ Р_х-n˙Δφ, выход ЭСР.4 становится равным единице, а пройдя через элемент ИЛИ V.5, уже как команда К_и=1 размыканием НЗ контакта РЭ.8 выключает Ги и одновременным замыканием НО контакта РЭС (блок 3) обеспечивает самоблокировку его командой К=1 (блок 1), а размыканием НЗ контакта РЭ.1 (блок 3) прекращает подачу сигнала μ_∞ на вход НЭСmax на время, пока μ>Δ Н.When changing the pulse from P = 0 to P = 1 after simultaneously opening the NC (RE. 5) and closing the NO (RE 4) contacts, the signal already reduced by the signal P _x (P _x -Δφ) is stored in the memory. 1, fed to the inputs C.4 and C.5 and to the input V.3, and after amplification in power, to the MI, where by moving the regulatory body it reduces the energy (substance) flow to the object by a constant value specified by the increment signal. At the same time, the signal P _x -Δφ is supplied to the inputs of the ESD. 3 and ESD. 4, in which a discretely varying signal P _x -Δφ is compared with constant output signals C.6 (P _x + φ) and C. 7 (P _x -φ), which are obtained by summing in C.6 stored in memory 2 at the very end of the previous signal period P _x = P _xn with the control action φ formed at the very beginning of this period and subtracting the latter in C.7. In this case, the output of ESR.3 with a decrease in the signal Px is always zero, since the difference of the compared signals Px + φ> P _x -n˙Δφ increases, and the output of ESR.4 is zero only until the compared signals decrease to zero (Px- φ < Px-n˙Δφ). Changing the pulse from P = 1 to P = 0 provides storage in the memory. 1 and the output to the input RE.4 signal Px-2˙Δφ. When the pulse is changed again from P = 0 to P = 1, the operations are repeated and the output signal P _x and the difference between the ones being compared in ESD.4 decreases already by 2˙Δφ. The process of discrete reduction of the output signal P _x continues until the initial value of the control action φ formed at the very beginning of this period is completely worked out, i.e. before the end of the process of discrete subtraction to zero from the initial value of the control action φ of a constant predetermined increment signal Δφ. At the end of mining, when P _x - φ≥ P _x -n˙Δφ, the output of ESR.4 becomes equal to one, and after passing through the OR element V.5, already as a command K _and = 1 by opening the NC contact of RE.8, it turns off Gi and simultaneous closing of the NO contact of the RES (block 3) ensures its self-blocking by the command K = 1 (block 1), and by opening the NC of the contact RE.1 (block 3) it stops the supply of the signal μ _∞ to the input of the НESmax for a time while μ> Δ N.

Если в начале переходного процесса Р_тР_з, a μ≥Δ Н, но μ<μ_з, то все операции формирования и отработки нормированного по возмущению управляющего воздействия выполняются аналогично, но выходной сигнал Р_хза каждый шаг при смене сигнала выхода Г_и с Р=0 на Р=1 увеличивается на также до полной отработки сформированного в самом начале периода сигнала управляющего воздействия φ. При этом положительное дискретное приращение Р_х+n˙Δφ обеспечивается ЭСР.2 (блок 1), выход которого при Р_т≅Р_з- Δ Н Р₊=1 замыкает НО контакт РЭ. 3 (блок 5), а выключение Ги обеспечивает ЭСР.4 (блок 5), выход которого при Р_х+ φ≅ Рх+n˙Δφ изменяет значение сигнала с нуля на единицу.If at the beginning of the transition process R _t R _s , a μ≥Δ Н, but μ <μ _s , then all operations of formation and development of a control action normalized by disturbance are performed similarly, but the output signal P _x for each step when changing the output signal G _and from P = 0 to P = 1 it also increases until the control signal φ formed at the very beginning of the period is fully worked out. In this case, a positive discrete increment P _x + n˙Δφ is provided by ESD.2 (block 1), the output of which at R _t ≅ P _s - Δ N P ₊ = 1 closes the NO contact of the RE. 3 (block 5), and turning off the Gi provides ESR.4 (block 5), the output of which at P _x + φ≅ Px + n˙Δφ changes the signal value from zero to one.

После дискретной отработки и выдачи на ИМ объекта управления выходного сигнала Р_х±n˙Δφ до окончания счета периода П никаких других управляющих воздействий не формируется. На технологическом объекте протекает переходный процесс, направленный на компенсацию воспринятой объектом за кратковременное воздействие возмущения "лишней" энергии (вещества). При этом время воздействия возмущения на объект примерно равно 0,1-0,15 То и состоит из времени от начала воздействия возмущения до момента его обнаружения (μ≥Δ Н), заданного времени задержки tз и части времени дискретной отработки управляющего воздействия.After discrete working out and issuing on the MI of the control object the output signal P _x ± n˙Δφ until the end of the calculation of period P, no other control actions are formed. A transition process proceeds at the technological object, aimed at compensating the perceived object for the short-term effect of the perturbation of the "excess" energy (substance). In this case, the time of the perturbation impact on the object is approximately 0.1-0.15 T0 and consists of the time from the beginning of the perturbation exposure to the moment of its detection (μ≥Δ N), the specified delay time tz and part of the discrete time of the control action.

Если в конце периода μ<Δ Н, то команды Р_-=Р₊=К=0: выполняется сброс в ноль Ст_tз, К_t=0, НО контакты знака приращения открыты (РЭ.3, РЭ.3 блока 5), НО контакты разрешения включения Ги открыты (РЭ.6, РЭ.7 блока 5), РЭС (блок 4) разблокируется и НЗ контакт РЭ.1 (блок 3) замыкается. В конце периода, когда ПтПз, на выходе Стп появляется команда Коп=1, которая на время действия импульса сбрасывает в ноль команду Кп (выход И и блока 4) и, пройдя через элемент ИЛИ V. 4, уже как команда К_с=0 на время действия импульса закрывает НО контакт РЭ.9 (блок 5), обеспечивая запоминание в ЗУ.2 сигнала выхода Р_хк=Р_х±n˙Δφ, и сбрасывает в ноль Ст_п, который автоматически включается на отсчет следующего периода. При этом К_оп=0, К_с=0, а К_п=1, но Г_и не выключается. Управляющее воздействие не формируется и не отрабатывается. Выходной сигнал равен Рх-n˙Δφ, остается постоянным и в последующие периоды, если μ<Δ Н.If at the end of the period μ <Δ Н, then the commands Р _- = Р ₊ = К = 0: reset to zero Ст _tз , К _t = 0, BUT the contacts of the increment sign are open (RE.3, RE.3 of block 5), BUT the contacts for enabling inclusion of Gu are open (RE.6, RE.7 of block 5), the RES (block 4) is unlocked, and the NC contact of RE.1 (block 3) is closed. At the end of the period when FriPz, the command Cop = 1 appears at the output of Stp, which, for the duration of the pulse, resets the command Kp (the output of AND and block 4) and, passing through the OR element V. 4, is already like the command K _c = 0 for the duration of the pulse, it closes the NO contact of RE.9 (block 5), ensuring that the output signal P _xk = P _x ± n˙Δφ is stored in memory 2 and resets St _p to zero, which is automatically turned on for counting the next period. Thus _op K = 0, _K = 0 and K _n = 1, but _not T off. The control action is not formed and is not practiced. The output signal is Px-n˙Δφ, remains constant in subsequent periods, if μ <Δ N.

Если в конце пеpиода μ>Δ Н, то одна из команд в зависимости от знака отклонения Р_- или Р₊ остается равной единице, остаются неизменными и команды К=1, К_t=1. При этом остаются закрытыми НО контакты разрешения включения Ги (РЭ.5 и РЭ.6), остается закрытым НО контакт РЭ.2 или РЭ.3 (в зависимости от знака приращения), остается открытым НЗ контакт РЭ.1 (блок 3) и на вход НЭСmax поступает только сигнал остаточного отклонения μ. После усиления в V. 3 получают новый сформированный без временной задержки в самом начале следующего периода сигнал управляющего воздействия, пропорциональный остаточному отклонению, который как и раньше, подается на входы С.6 и С.7 (блок 5). Во время сброса в ноль Ст_пимпульсная команда К_с=1 обеспечивает запоминание в ЗУ.2 (блок 5) сигнала выхода, который был в самом конце предыдущего Р_хк= Р_х-n˙Δφ, а с началом отсчета следующего периода команда с выхода Ин (блок 4) включает в работу Ги. Операции по отработке нового управляющего воздействия, сформированного пропорционально остаточному отклонению, повторяются. Аналогично выполняются операции и в остальные пеpиоды, если μ>Δ Н в самом конце предыдущего периода.If at the end of the period μ> Δ Н, then one of the teams, depending on the sign of the deviation P _- or P _+, remains equal to unity, and the commands K = 1, K _t = 1 remain unchanged. At the same time, the NO contacts of the enable enable switch remain closed (RE.5 and RE.6), the NO contact of RE.2 or RE.3 remains closed (depending on the increment sign), the NC contact of RE.1 (block 3) remains open only the residual deviation signal μ is input to the NESmax input. After amplification in V. 3, a new control signal is generated that is generated without a time delay at the very beginning of the next period, proportional to the residual deviation, which, as before, is fed to inputs C.6 and C.7 (block 5). When resetting to zero, St _{p, the} impulse command K _c = 1 ensures that the output signal, which was at the very end of the previous P _xk = P _x- n˙Δφ, is stored in memory 2 (block 5), and with the beginning of the next period, the command c output Ying (block 4) includes the work of Guy. The operations to develop a new control action formed in proportion to the residual deviation are repeated. Similarly, operations are performed in other periods, if μ> Δ Н at the very end of the previous period.

Если в течение пеpиода отклонение превышает заданную зону ограничений, т.е. μ≥μ_з, то на выходе РИЭ.1 (блок 1) появляется импульсная команда K_μ= 1, которая, пройдя через элементы ИЛИ V. 2,3,4, уже как импульсная команда К_с= 1 обеспечивает запоминание в ЗУ.2 значения выходного сигнала Р_х в данный момент времени и сбрасывает в ноль С_тп, который с началом отсчета следующего периода формирует на выходе Ин (блок 4) команду К_п=1, которая включает в работу Ги. Операции отработки управляющего воздействия φ, сформированного в самом начале периода и пропорционального остаточному отклонению (в данном случае μ≥μ_з), отрабатываются аналогично.If during the period the deviation exceeds the specified restriction zone, i.e. μ≥μ _s , then at the output of RIE.1 (block 1), an impulse command K _μ = 1 appears, which, having passed through the OR elements V. 2,3,4, already as an impulse command K _c = 1 provides storage in the memory. 2 values of the output signal P _x at a given time and resets to zero C _TP , which, at the beginning of the next period, generates a command K _p = 1 at the output In (block 4), which turns on Gu. The operations of working out the control action φ formed at the very beginning of the period and proportional to the residual deviation (in this case μ≥μ _s ) are worked out similarly.

Если в течение периода изменили задание регулируемого параметра Р_х, то на выходе РИЭ.2 (блок 1) появляется импульсная команда К_з=1, которая, пройдя через элементы ИЛИ V.2,3,4, уже как импульсная команда К_с=1 обеспечивает запоминание в ЗУ.2 значения выходного сигнала Р_х в данный момент времени, сбрасывает в ноль Ст_п и т.д., т.е. операции по отработке управляющего воздействия φ, сформированного в самом начале данного периода пропорционально остаточному отклонению, отрабатываются аналогично.If during the period the task of the adjustable parameter P _{x was} changed, then at the output of RIE.2 (block 1) an impulse command K _s = 1 appears, which, having passed through the OR elements V.2,3,4, is already like a pulse command K _c = 1 provides for storing in the memory. 2 the value of the output signal P _x at a given time, resets to zero St _p , etc., i.e. operations to refine the control action φ formed at the very beginning of this period in proportion to the residual deviation are worked out similarly.

Предлагаемый способ управления за счет почти четырехкратного сокращения времени воздействия возмущения и кратковременного возвращения технологического объекта к состоянию равновесия, ограниченного минимальной нейтральной зоной, позволяет примерно двукратно повысить точность, трехкратно сократить время и повысить качество управления объектами с существенно отличающимися динамическими характеристиками, упростить выбор оптимальных параметров настройки, а в целом многократно сократить потери исходных и товарных продуктов, повысить эффективность управления технологическими объектами в различных отраслях промышленности. The proposed control method, due to an almost four-fold reduction in the time of disturbance exposure and a short-term return of the technological object to the equilibrium state limited by the minimum neutral zone, makes it possible to increase the accuracy approximately twofold, reduce the time by three times, and improve the quality of control of objects with significantly different dynamic characteristics, simplify the choice of optimal settings and, in general, many times reduce the loss of source and commercial products l the effectiveness of the management of technological facilities in various industries.

Claims

METHOD OF CONTROL OF A TECHNOLOGICAL OBJECT, in which the task is formed, the adjustable parameter is measured, the deviation of the controlled parameter from the task and the deviation rate are determined, characterized in that, in order to improve the quality of control, the control action is generated periodically with a period equal to the sum of the delay time and the object time constant control, begin to form a control action at the moments of changing the task and when the deviation exceeds the zone of limitation of the adjustable parameter and neutral of the zone, the value of which is chosen less than the error of the adjustable parameter, the magnitude of the control action is set proportionally to the maximum deviation, which is proportional to the speed of deviation, at the beginning of the formation of the control action and proportional to the residual deviation in its remaining periods, the constant signal is discretely subtracted to zero from the initial value of the control action whose amplitude is greater than the dead band of the control loop.