RU2128358C1 - Automatic control system - Google Patents

Automatic control system Download PDF

Info

Publication number
RU2128358C1
RU2128358C1 RU94029982A RU94029982A RU2128358C1 RU 2128358 C1 RU2128358 C1 RU 2128358C1 RU 94029982 A RU94029982 A RU 94029982A RU 94029982 A RU94029982 A RU 94029982A RU 2128358 C1 RU2128358 C1 RU 2128358C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
control
unit
delay
Prior art date
Application number
RU94029982A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94029982A (en
Inventor
Б.А. Кустов
Л.П. Мышляев
В.П. Авдеев
Ю.А. Сарапулов
М.Н. Гладштейн
С.Ф. Киселев
В.В. Логинов
Original Assignee
Акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" filed Critical Акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority to RU94029982A priority Critical patent/RU2128358C1/en
Publication of RU94029982A publication Critical patent/RU94029982A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2128358C1 publication Critical patent/RU2128358C1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: automatic control equipment. SUBSTANCE: device has actuating unit 2 for controlled object 1, control action detector 3, output action detector 4, first and second delay gates 5, 16, first, second, third, fourth and fifth comparison gates 6, 20, 15, 14, 11, first and second models 7, 12, which do not take delays into account, first and second adders 8, 9, first, second and third regulation units 19, 13, 10, first and second extrapolation units 18, 17. EFFECT: possibility to control industrial objects with significant delays in control channel and subjected to random disturbances which conform to arbitrary setting conditions. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и может быть использовано для построения систем управления техническими объектами, содержащими значительные запаздывания в каналах управления и подверженными влиянию неконтролируемых возмущений и изменяющихся по произвольному закону задающих воздействий. Предполагается, что динамика объекта описывается передаточной функцией

Figure 00000002
в которой L(S) и M(S) - полиномы от S, причем степень полинома L(S) не превышает степень полинома M(S); τ - время транспортного запаздывания. Такого рода системы могут быть использованы при управлении техническими объектами с большими транспортными запаздываниями, в частности объектами, содержащими транспортные конвейеры, отдельные участки производства, взаимосвязанные по сырью и полупродуктам, а также в целом предприятиями с выходом на технико-экономические показатели, которые, как правило, оцениваются с существенной задержкой по отношению к времени производства продукции.The invention relates to the field of automatic control and regulation and can be used to build control systems for technical objects containing significant delays in control channels and subject to the influence of uncontrolled perturbations and random actions that vary according to an arbitrary law. It is assumed that the dynamics of the object is described by the transfer function
Figure 00000002
in which L (S) and M (S) are polynomials in S, and the degree of the polynomial L (S) does not exceed the degree of the polynomial M (S); τ is the transport delay time. Such systems can be used in the management of technical facilities with large transport delays, in particular, facilities containing transport conveyors, individual production sites interconnected by raw materials and intermediate products, as well as enterprises in general with access to technical and economic indicators, which, as a rule are evaluated with a significant delay in relation to the time of production.

Известна разомкнуто-замкнутая система регулирования (см. книгу: Я.З. Цыпкин. Основы теории автоматических систем, М.: Наука, 1977, с.81, рис. 6.6), содержащая последовательно соединенные блок сравнения, регулятор, сумматор и объект управления, выход которого соединен с вычитающим входом блока сравнения, другой вход которого соединен с входом корректирующего регулятора, подключенного своим выходом к второму входу сумматора, причем на вход корректирующего регулятора и блока сравнения поступает задающее воздействие, а выход объекта является регулируемой выходной величиной. Known open-loop control system (see book: Ya.Z. Tsypkin. Fundamentals of the theory of automatic systems, M .: Nauka, 1977, p.81, Fig. 6.6), containing a series-connected comparison unit, controller, adder and control object the output of which is connected to the subtracting input of the comparison unit, the other input of which is connected to the input of the correction controller connected by its output to the second input of the adder, moreover, the input of the correction controller and the comparison block receives a setting action, and the output of the object is Rui output value.

Недостаток этой системы заключается в низкой точности применительно к объектам, содержащим значительные запаздывания в каналах управления. The disadvantage of this system is the low accuracy with respect to objects containing significant delays in the control channels.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является регулятор (см. а.с. СССР N 855607, кл. C 05 B 13/02, заявл. 04.02.80), содержащий последовательно соединенные сумматор, первый блок сравнения, фильтр низкой частоты, пропорционально-интегральный блок регулирования, второй блок сравнения и модель объекта управления без запаздывания, подключенную своим выходом к входу сумматора, последовательно соединенные экстраполятор и блок задержки, причем вход экстраполятора соединен с выходом пропорционально-интегрального блока регулирования, выход блока задержки подключен к второму входу второго блока сравнения, на второй вход сумматора поступает сигнал с выхода объекта управления о регулируемой выходной величине, на второй вход первого блока сравнения поступает сигнал о задающем воздействии, а сигнал с выхода экстраполятора является выходным сигналом регулятора, поступающим на объект управления. В этом регуляторе в модельно-замкнутом контуре, включающем модель объекта управления без запаздывания и пропорционально-интегральный блок регулирования, определяется образцовое управляющее воздействие для объекта без запаздывания, которое экстраполируется в последующем на интервал времени запаздывания. Closest to the proposed technical solution is the regulator (see AS USSR N 855607, class C 05 B 13/02, decl. 04.02.80), containing a series-connected adder, the first comparison unit, a low-pass filter, proportionally an integral control unit, a second comparison unit and a control object model without delay, connected by its output to the adder input, an extrapolator and a delay unit connected in series, the extrapolator input connected to the output of the proportional-integral control unit, output the delay unit is connected to the second input of the second comparison unit, the second input of the adder receives a signal from the output of the control object about an adjustable output value, the second input of the first comparison unit receives a signal about the setting action, and the signal from the output of the extrapolator is the output signal of the controller supplied to the object management. In this regulator, in a model-closed loop, including a model of a control object without delay and a proportional-integral control unit, an exemplary control action for an object without delay is determined, which is then extrapolated to the delay time interval.

Недостаток этого регулятора заключается в низкой точности регулирования из-за того, что, во-первых, пропорционально-интегральным блоком регулирования вырабатываются управляющие воздействия в ориентации на модельный, а не натурный выход объекта, которые могут значительно отличаться, а, во-вторых, не учитываются в явном виде изменения задающего воздействия. The disadvantage of this regulator is the low accuracy of regulation due to the fact that, firstly, the proportional-integral control unit produces control actions in orientation to the model rather than the natural output of the object, which can differ significantly, and, secondly, not changes in the setting action are taken into account explicitly.

Задача изобретения - повышение точности управления. The objective of the invention is to improve the accuracy of control.

Поставленная задача достигается тем, что в систему автоматического управления, содержащую исполнительный блок, объект управления, первый и второй датчики, последовательно соединенные первый блок задержки, первый блок сравнения, первую модель объекта без запаздывания, первый сумматор, второй блок сравнения, первый регулирующий блок и первый экстраполятор, причем выход исполнительного блока через первый датчик соединен с входом первого блока задержки и с входом объекта управления, выход которого через второй датчик подключен к второму входу первого сумматора, выход первого регулирующего блока соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход блока управления является выходом системы автоматического управления, а второй вход второго блока сравнения является входом системы по задающему воздействию и выход первого сумматора является модельным выходом системы, согласно изобретению введены второй сумматор, последовательно включенные второй экстраполятор, второй блок задержки, третий блок сравнения, четвертый блок сравнения, второй регулирующий блок, вторая модель объекта без запаздывания, пятый блок сравнения и третий регулирующий блок, подключенный своим выходом к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого экстраполятора, а выход - с входом исполнительного блока, вход системы по задающему воздействию соединен с входом второго экстраполятора и с вторым входом третьего блока сравнения, выход второй модели объекта без запаздывания соединен с вторым входом четвертого блока сравнения, выход первой модели объекта без запаздывания - с вторым входом пятого блока сравнения. The task is achieved by the fact that in the automatic control system containing the Executive unit, the control object, the first and second sensors connected in series with the first delay unit, the first comparison unit, the first model of the object without delay, the first adder, the second comparison unit, the first control unit and the first extrapolator, and the output of the executive unit through the first sensor is connected to the input of the first delay unit and to the input of the control object, the output of which is connected through the second sensor to the second the first adder, the output of the first control unit is connected to the second input of the first comparison unit, the output of the control unit is the output of the automatic control system, and the second input of the second comparison unit is the input of the system according to the setting action and the output of the first adder is a model output of the system, according to the invention, the second an adder, a second extrapolator in series, a second delay unit, a third comparison unit, a fourth comparison unit, a second control unit, a second model l of the object without delay, the fifth comparison unit and the third control unit connected by its output to the first input of the second adder, the second input of which is connected to the output of the first extrapolator, and the output is connected to the input of the executive unit, the input of the system is connected by input to the input of the second extrapolator and with the second input of the third comparison unit, the output of the second model of the object without delay is connected to the second input of the fourth comparison unit, the output of the first model of the object without delay is with the second input of the fifth block alignment.

Проверка соответствия заявляемого технического решения требованиям новизны проводилась с учетом всех ранее опубликованных заявок. Verification of compliance of the claimed technical solution with the requirements of novelty was carried out taking into account all previously published applications.

Предлагаемая система автоматического управления выполнена на изобретательском уровне (введены новые блоки связи между ними) и достигнут новый технический результат: точность управления в предлагаемой системе автоматического управления повышается потому, что
- устраняется резкость между модельным и натурным выходными воздействиями за счет введения третьего регулирующего блока;
- учитываются в явном виде изменения задающего воздействия, с помощью блоков; последнее необходимо для того чтобы элиминировать влияние изменений задающего воздействия на функционирование третьего регулирующего блока, ибо последний воспринимает их как неконтролируемые возмущения.
The proposed automatic control system is implemented at the inventive level (new communication units between them are introduced) and a new technical result is achieved: the control accuracy in the proposed automatic control system is increased because
- eliminates the sharpness between the model and full-scale output effects due to the introduction of the third regulatory unit;
- are taken into account in explicit form the changes of the setting action, using blocks; the latter is necessary in order to eliminate the influence of changes in the driving influence on the functioning of the third regulatory unit, because the latter perceives them as uncontrolled disturbances.

На чертеже приведена блок-схема системы автоматического управления. The drawing shows a block diagram of an automatic control system.

Система автоматического управления содержит объект 1 управления, исполнительный блок 2, первый 3 и второй 4 датчики, первый блок 5 задержки, первый блок 6 сравнения, первую модель 7 объекта без запаздывания, первый 8 и второй 9 сумматоры, третий регулирующий блок 10, пятый блок 11 сравнения, вторую модель 12 объекта без запаздывания, второй регулирующий блок 13, четвертый 14 и третий 15 блоки сравнения, второй блок 16 задержки, второй 17 и первый 18 экстраполяторы, первый регулирующий блок 19, второй блок сравнения 20, корректирующий блок 21. The automatic control system contains a control object 1, an executive unit 2, a first 3 and a second 4 sensors, a first delay unit 5, a first comparison unit 6, a first object model 7 without delay, a first 8 and a second 9 adders, a third control unit 10, a fifth unit 11 comparison, the second model 12 of the object without delay, the second control unit 13, the fourth 14 and third 15 comparison units, the second delay unit 16, the second 17 and the first 18 extrapolators, the first control unit 19, the second comparison unit 20, the correction unit 21.

При использовании предлагаемой системы автоматического управления в промышленности для управления, в частности, поточно-транспортными системами, в качестве объекта 1 управления взят участок поточно-транспортной системы, содержащий транспортное звено и промежуточную емкость (см. например, книгу: А. Д. Ищенко. Статические и динамические свойства агломерационного процесса, М. : Металлургия, 1972, с.82, рис. 25). Задача управления - обеспечить изменяющийся требуемый запас материала в промежуточном бункере. Управляющее воздействие - расход транспортируемого материала. Управляемая выходная величина - запас (уровень, масса) материала в промежуточном бункере. Возмущающее воздействие процесса - изменения потребления материала из промежуточного бункера. Исполнительным блоком 2 может служить дозатор непрерывного действия (см., например, книгу: А.Д. Ищенко. Статические и динамические свойства агломерационного процесса, М. : Металлургия, 1972, с. 41, рис. 11), представляющий собой замкнутую систему автоматического регулирования. Управление дозатором осуществляется посредством сигнала о заданной величине расхода материала. Первый датчик 3 представляет собой, в частности, конвейерные весы (см. , например, Гроссман Н. Я. , Шнегров Г.Д. Автоматизированные системы взвешивания и дозирования. М.: Машиностроение, 1988, рис. 177, с. 254). Второй датчик 4 представляет собой, в частности, тензодатчик, сигнал которого пропорционален массе материала в промежуточном бункере (см., например, там же, рис. 59 на с. 96). По схемам монографии Тетельбаум И.Н., Шнейдер Ю.Р. Практика аналогового моделирования динамических систем. Справочное пособие, М.: Энергоатомиздат, 1987, реализованы первый 5 и второй 16 блоки задержки - схема 1.8.12 на с. 111; экстраполяторы 17, 18 в виде реального форсирующего звена - схема 1.2.12 на с. 62; первая 7 и вторая 12 модели объекта без запаздывания в виде интегратора - рис. 1.3, а. По схемам монографии Титце У., Шенк К. "Полупроводниковая схемотехника", М., "Мир", 1982, реализованы: первый 8 и второй 9 сумматоры - схема рис. 11.3 на с. 138; первый 6, второй: 10, третий 15, четвертый 14 и пятый 11 блоки сравнения - схема рис. 11.2 на с. 138; первый 19, второй 13 и третий 10 регулирующие блоки в виде регуляторов, реализующих пропорционально-интегральный закон регулирования - схема рис. 26.7 на с. 483. На чертеже обозначено: u - управляющее воздействие; ω - неконтролируемое возмущение; у - выходное воздействие (управляемая величина); δум - изменение модельного выходного воздействия; yм- модельное выходное воздействие; δук - корректирующее воздействие y*- задающее воздействие; uв- образцовое управляющее воздействие.When using the proposed automatic control system in industry for controlling, in particular, flow-transport systems, a control-transport section containing a transport link and an intermediate tank is taken as the control object 1 (see, for example, the book: A. D. Ishchenko. Static and dynamic properties of the agglomeration process, M.: Metallurgy, 1972, p. 82, Fig. 25). The control task is to provide a changing required supply of material in the intermediate hopper. The control action is the consumption of the transported material. Controlled output value - stock (level, mass) of material in the intermediate hopper. The disturbing effect of the process is changes in the consumption of material from the intermediate hopper. Executive unit 2 can serve as a continuous dispenser (see, for example, the book: AD Ishchenko. Static and dynamic properties of the agglomeration process, M.: Metallurgy, 1972, p. 41, Fig. 11), which is a closed system of automatic regulation. The dispenser is controlled by a signal about a predetermined amount of material consumption. The first sensor 3 is, in particular, a conveyor scale (see, for example, Grossman N. Ya., Shnegrov GD Automated weighing and batching systems. M: Mechanical Engineering, 1988, Fig. 177, p. 254). The second sensor 4 is, in particular, a strain gauge whose signal is proportional to the mass of material in the intermediate hopper (see, for example, ibid., Fig. 59 on p. 96). According to the schemes of the monograph Tetelbaum I.N., Schneider Yu.R. The practice of analog modeling of dynamic systems. Reference manual, M .: Energoatomizdat, 1987, the first 5 and second 16 delay blocks are implemented - scheme 1.8.12 on p. 111; extrapolators 17, 18 in the form of a real forcing link - Scheme 1.2.12 on p. 62; the first 7 and second 12 models of the object without delay in the form of an integrator - Fig. 1.3, a. According to the schemes of the monograph by Titz W., Schenk K. "Semiconductor circuitry", M., "Mir", 1982, the following are implemented: the first 8 and second 9 adders - the circuit of Fig. 11.3 on page 138; first 6, second: 10, third 15, fourth 14 and fifth 11 comparison blocks - the diagram of Fig. 11.2 on page 138; the first 19, second 13 and third 10 regulatory blocks in the form of regulators that implement the proportional-integral regulation law - the diagram of Fig. 26.7 on p. 483. The drawing indicates: u - control action; ω is an uncontrolled disturbance; y is the output effect (controlled value); δу m - change in model output effect; y m - model output effect; δу к - corrective action y * - defining effect; u in - exemplary control action.

Работает система автоматического управления следующим образом. The automatic control system operates as follows.

Модельно-замкнутый контур управления, включающий первую модель 7 объекта управления и первый регулирующий блок 18, описывается оперативным соотношением

Figure 00000003

в котором S7(S), f19(S) - передаточные функции первой модели 7 объекта управления и первого регулирующего блока 19; ум, у*, ω - модельное выходное воздействие, задающее воздействие, приведенное неконтролируемое возмущение; S - оператор Лапласа.Model-closed control loop, including the first model 7 of the control object and the first control unit 18, is described by the operational ratio
Figure 00000003

in which S 7 (S), f 19 (S) - transfer functions of the first model 7 of the control object and the first regulatory unit 19; y m , y * , ω - model output action, specifying the effect, reduced uncontrolled disturbance; S is the Laplace operator.

Получаемое в этом контуре образцовое управляющее воздействие uв рассчитано на то, чтобы модельное выходное воздействие yM соответствовало задающему воздействию y*, причем, как видно из (1), модельный объект управления не содержит запаздывания. Другими словами, образцовое управляющее воздействие uв восстановлено с запаздыванием и поэтому для экстраполяции на текущий момент времени введен первый экстраполятор 18. Кроме того, для устранения разницы между модельным ум и натурным y выходными воздействиями в систему внесен третий регулирующий блок 10. Но это ведет к тому, что третий регулирующий блок воспринимает изменения задающих воздействий y* как неконтролируемые возмущения, что отрицательно сказывается на точности управления. Чтобы этого не происходило, из входного воздействия δум третьего регулирующего блока 10 исключаются эффекты изменения задающего воздействия y* с помощью корректирующего блока 21. Тогда операторное соотношение при адекватности модели объекта с выходом на натурное выходное воздействие принимаем вид

Figure 00000004

где S5(s), S7(s), f10(s), f18(s), f19(s) - передаточные функции блоков системы с соответствующим номером.The exemplary control action u in obtained in this circuit is designed to ensure that the model output action y M corresponds to the control action y * , and, as can be seen from (1), the model control object does not contain delay. In other words, the exemplary manipulated variable u in the restored with delay and therefore to extrapolate the current time is entered first extrapolator 18. In addition, to eliminate the differences between the model and full-scale from the m output y influences in the third adjusting unit 10. However, it is introduced the fact that the third regulatory unit perceives changes in the driving actions y * as uncontrolled disturbances, which negatively affects the accuracy of control. To prevent this from happening, from the input action δy m of the third control unit 10, the effects of changes in the set action y * are eliminated with the help of the correction unit 21. Then the operator ratio with the adequacy of the object model with the output at the full-scale output effect takes the form
Figure 00000004

where S 5 (s), S 7 (s), f 10 (s), f 18 (s), f 19 (s) are the transfer functions of the system blocks with the corresponding number.

Как видно из (2) оператор S21(s) входит только в его первую часть, являющуюся передаточной функцией от у* к у. Поэтому характеристики y21(s) совершенно не сказываются на характеристиках реакции системы управления в ответ на возмущение.As can be seen from (2), the operator S 21 (s) is included only in its first part, which is the transfer function from y * to y. Therefore, the characteristics of y 21 (s) do not affect the response characteristics of the control system in response to a disturbance.

Если принять

Figure 00000005

где S7(7)=S12(s); f19(s)=f13(s); S5(s)=S16(s); f18(s)=f17(s),
то первая часть (2) будет иметь вид
Figure 00000006

При S5(s)•f18(s) = 1 в предлагаемой системе обеспечивается высокое качество переходного процесса при изменениях задающего воздействия.If accept
Figure 00000005

where S 7 (7) = S 12 (s); f 19 (s) = f 13 (s); S 5 (s) = S 16 (s); f 18 (s) = f 17 (s),
then the first part (2) will have the form
Figure 00000006

When S 5 (s) • f 18 (s) = 1, the proposed system provides a high quality transition process with changes in the setpoint.

При f18(s) = 1 будет точное соответствие реакций CAP Смита.At f 18 (s) = 1 there will be an exact correspondence of Smith CAP reactions.

При функционировании системы автоматического управления на выходах первого 3 и второго 4 датчиков формируются сигналы об измененных текущих значениях, соответственно, управляющего воздействия u(t) и выхода y(t). Сигнал u(t) с выхода первого датчика 3 поступает на вход первого блока 5 задержек. Сигнал y(t) с выхода второго датчика 4 поступает на второй вход первого сумматора 8 алгебраически суммируется с выходным сигналом δум(t) первой модели 7 объекта управления без запаздывания, в результате формируется выходной сигнал yм(t) модельного контура регулирования, который во втором блоке 20 сравнения вычитается из сигнала y*(t) задающего воздействия. Сигнал о полученной модельной ошибке регулирования с выхода второго блока 20 сравнения поступает на вход первого регулирующего блока 19, реализующего, в частности, пропорционально-интегральный закон регулирования. Восстановленный с запаздыванием выходной сигнал Uв(t-τ) первого регулирующего блока в первом блоке 6 сравнения сравнивается с сигналом U(t-τ) поступающим с выхода первого блока 5 задержки. Сигнал об отклонении Uв(t-τ) от U(t-τ) поступает с выхода первого блока 6 сравнения на вход первой модели 7 объекта управления без запаздывания, на выходе которой формируется сигнал δум(t) Первый регулирующий блок 19 реализует, в частности, пропорционально-интегральный закон регулирования и может быть настроен, например, согласно методике, изложенной в монографии: Каганов В. Ю. , Глинков Г.М. и др. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования, М. : Металлургия, 1987, с. 219, в ориентации на объект без запаздывания. В результате функционирования модельного контура регулирования, состоящего из первого блока 6 сравнения, первой модели 7 объекта без запаздывания, первого сумматора 8, второго блока 20 сравнения и первого регулирующего блока 19 на выходе последнего формируется сигнал Uв(t-τ) расчетного управления, которое обеспечило бы компенсацию возмущения ω и получение y(t) = y*(t) если бы оно было реализовано в момент (t-τ) ) вместо фактического U(t-τ). Сигнал Uв(t-τ) с выхода первого регулирующего блока 19 поступает на вход первого экстраполятора 18, где экстраполируется на интервал времени τ запаздывания в объекте управления. Сигнал с выхода первого экстраполятора 18 подается через второй сумматор 9 на вход исполнительного блока 2, где преобразуется в управляющее воздействие объекта 1 управления.During the operation of the automatic control system, the outputs of the first 3 and second 4 sensors generate signals about the changed current values, respectively, of the control action u (t) and output y (t). The signal u (t) from the output of the first sensor 3 is fed to the input of the first delay unit 5. The signal y (t) from the output of the second sensor 4 is supplied to the second input of the first adder 8 is algebraically summed with the output signal δу m (t) of the first model 7 of the control object without delay, as a result, the output signal y m (t) of the model control loop is generated, which in the second comparison unit 20, it is subtracted from the driving signal y * (t). The signal about the received model error of regulation from the output of the second comparison unit 20 is fed to the input of the first regulatory unit 19, which implements, in particular, a proportional-integral regulation law. The output signal U recovered with delay in (t-τ) of the first control unit in the first comparison unit 6 is compared with the signal U (t-τ) from the output of the first delay unit 5. The signal about the deviation of U in (t-τ) from U (t-τ) comes from the output of the first comparison unit 6 to the input of the first model 7 of the control object without delay, the output of which produces a signal δу m (t) The first control unit 19 implements in particular, the proportional-integral law of regulation can be tuned, for example, according to the methodology described in the monograph: Kaganov V. Yu., Glinkov GM et al. Fundamentals of the theory and elements of automatic control systems, M.: Metallurgy, 1987, p. 219, oriented to the object without delay. As a result of the functioning of the model control loop, consisting of the first comparison unit 6, the first object model 7 without delay, the first adder 8, the second comparison unit 20 and the first control unit 19, the output of the latter generates a signal U in (t-τ) of the calculated control, which would provide compensation for the disturbance ω and obtain y (t) = y * (t) if it were realized at the moment (t-τ)) instead of the actual U (t-τ). The signal U in (t-τ) from the output of the first control unit 19 is fed to the input of the first extrapolator 18, where it is extrapolated to the delay time interval τ in the control object. The signal from the output of the first extrapolator 18 is fed through the second adder 9 to the input of the executive unit 2, where it is converted into the control action of the control object 1.

Сигнал о задающем воздействии y* поступает в корректирующий блок 21, где сначала с помощью второго экстраполятора 17, второго блока задержки и третьего блока 15 сравнения формируется сигнал об ошибке экстраполяции задающего воздействия. Затем согласно выражения (3) определяется эффект этой ошибки, для чего выходной сигнал третьего блока 15 сравнения преобразуется в модельно-замкнутом контуре, включающем вторую модель 12 объекта без запаздывания, второй регулирующий блок 13 и четвертый блок 14 сравнения. Второй регулирующий блок 13 реализует этот же закон регулирования, с теми же настроечными коэффициентами, что и первый регулирующий блок 19.The signal about the setting action y * is supplied to the correction unit 21, where first, using the second extrapolator 17, the second delay unit and the third comparison unit 15, a signal is generated about the error of the extrapolation of the setting effect. Then, according to expression (3), the effect of this error is determined, for which the output signal of the third comparison unit 15 is converted into a model-closed circuit, including the second object model 12 without delay, the second control unit 13 and the fourth comparison unit 14. The second control unit 13 implements the same regulation law, with the same tuning factors as the first control unit 19.

Из выходного сигнала δум первой модели 7 объекта без запаздывания в пятом блоке 11 сравнения вычитается выходной сигнал второй модели 12 объекта без запаздывания и сигнал о полученной разности поступает на вход третьего регулирующего блока 10. В третьем регулирующем блоке 10 реализуется, в частности, пропорционально-интегральный закон регулирования. Его настроечные коэффициенты могут быть выбраны по методике, изложенной в указанной выше монографии Каганова В.Ю., Глинкова Г.М. и др. в ориентации на объект с запаздыванием τ. Выходной сигнал третьего регулирующего блока 10 суммируется во втором сумматоре 9 с выходным сигналом первого экстраполятора 18.The output signal of the second model 12 of the object without delay is subtracted from the output signal δу м of the first model 7 of the object without delay in the fifth block 11 of comparison and the signal of the received difference is fed to the input of the third control block 10. In the third control block 10 is implemented, in particular, in proportion integral law of regulation. Its tuning coefficients can be selected according to the method described in the above monograph Kaganova V.Yu., Glinkova G.M. and others in orientation to an object with a delay of τ. The output signal of the third control unit 10 is summed in the second adder 9 with the output signal of the first extrapolator 18.

Таким образом, в предлагаемой системе автоматического управления благодаря введению новых блоков и связей повышается точность управления; эффективно компенсируются неконтролируемые возмущения и отрабатываются изменения задающего воздействия. При этом осуществлена "развязка" контуров следящего и стабилизирующего управления. Thus, in the proposed automatic control system, due to the introduction of new blocks and connections, the accuracy of control is increased; uncontrolled disturbances are effectively compensated and changes in the driving action are worked out. At the same time, the “isolation” of the circuits of the servo and stabilizing control was carried out.

Для оценки эффективности предлагаемой системы автоматического управления проведены испытания модели этой системы и системы-прототипа. Испытания проводились для условий, когда объект управления обладает запаздыванием в канале регулирования и инерционностью или свойствами интегратора. Испытания показали, что для данного класса объектов применение предлагаемой системы обеспечивает повышение точности управления на 10-25% в сравнении с системой-прототипом. To assess the effectiveness of the proposed automatic control system, the model of this system and the prototype system were tested. The tests were carried out for conditions when the control object has a delay in the control channel and the inertia or integrator properties. Tests have shown that for this class of objects, the application of the proposed system provides an increase in control accuracy by 10-25% in comparison with the prototype system.

Промышленная применимость. Industrial applicability.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в построении систем управления металлургическими объектами, например, объектами коксохимического и доменного производства. The present invention can be used in the construction of control systems for metallurgical facilities, for example, by-product coke and blast furnace production.

Claims (1)

Система автоматического управления, содержащая датчик управления воздействия, связанный выходом через первый блок задержки с первым входом первого блока сравнения, соединенного выходом со входом первой модели объекта без запаздывания, подключенной выходом к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом с выходом датчика выходного воздействия, а выходом - с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого является входом задающего воздействия системы, выход второго блока сравнения подключен к входу первого регулирующего блока, выход первого регулирующего блока подключен ко второму входу первого блока сравнения и ко входу первого экстраполятора, исполнительный элемент, отличающаяся тем, что в систему введения второй сумматор, второй блок задержки, третий, четвертый и пятый блоки сравнения, второй регулирующий блок, вторая модель объекта без запаздывания, третий регулирующий блок, второй экстраполятор, вход которого объединен со вторым входом второго блока сравнения и с первым входом третьего блока сравнения, а выход второго экстраполятора подключен через второй блок задержки ко второму входу третьего блока сравнения, соединенного выходом с первым входом четвертого блока сравнения, подключенного выходом ко входу второго регулирующего блока, связанного выходом со входом второй модели объекта без запаздывания, соединенной выходом со вторым входом четвертого блока сравнения и с первым входом пятого блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу первой модели объекта без запаздывания, а выходом - ко входу третьего регулирующего блока, соединенного выходом с первым входом второго сумматора, подключенного вторым входом к выходу первого экстраполятора, а выходом - ко входу исполнительного элемента, выход которого объединен со входом датчика управляющего воздействия и является выходом системы, служащим для подключения входа управляющего воздействия объекта управления, вход датчика выходного воздействия является входом системы, служащим для подключения выхода объекта управления, выход первого сумматора является выходом модельного выходного воздействия системы. An automatic control system comprising an exposure control sensor connected by an output through a first delay unit to a first input of a first comparison unit connected by an output to an input of a first object model without delay, connected by an output to a first input of a first adder connected by a second input to an output of an output exposure sensor, and output - with the first input of the second comparison unit, the second input of which is the input of the system's driving influence, the output of the second comparison unit is connected to the input of the first blocking output, the output of the first control unit is connected to the second input of the first comparison unit and to the input of the first extrapolator, an actuator, characterized in that the second adder, the second delay unit, the third, fourth and fifth comparison units, the second control unit, the second a model of the object without delay, a third control unit, a second extrapolator, the input of which is combined with the second input of the second comparison unit and with the first input of the third comparison unit, and the output of the second extrapolator is it is connected through the second delay unit to the second input of the third comparison unit, connected by the output to the first input of the fourth comparison unit, connected by the output to the input of the second control unit, connected by the output to the input of the second model of the object without delay, connected by the output to the second input of the fourth comparison unit and to the first the input of the fifth comparison unit connected by the second input to the output of the first model of the object without delay, and the output to the input of the third regulatory block connected by the output to the first input ohm of the second adder connected by the second input to the output of the first extrapolator, and the output to the input of the actuator, the output of which is combined with the input of the control action sensor and is the system output, which serves to connect the control input of the control object, the input of the output action sensor is the system input, used to connect the output of the control object, the output of the first adder is the output of the model output of the system.
RU94029982A 1994-08-09 1994-08-09 Automatic control system RU2128358C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94029982A RU2128358C1 (en) 1994-08-09 1994-08-09 Automatic control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94029982A RU2128358C1 (en) 1994-08-09 1994-08-09 Automatic control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94029982A RU94029982A (en) 1996-02-27
RU2128358C1 true RU2128358C1 (en) 1999-03-27

Family

ID=20159613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94029982A RU2128358C1 (en) 1994-08-09 1994-08-09 Automatic control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2128358C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA022085B1 (en) * 2012-07-17 2015-10-30 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Государственный Индустриальный Университет"- Фгбоувпо "Сибгиу" System for controlling cyclic processes
RU2721378C1 (en) * 2016-10-01 2020-05-19 Кхд Хумболдт Ведаг Гмбх Control device with controlled controllability

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 855607, кл. G 05 B 13/02, опубл. 1981 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA022085B1 (en) * 2012-07-17 2015-10-30 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Государственный Индустриальный Университет"- Фгбоувпо "Сибгиу" System for controlling cyclic processes
RU2721378C1 (en) * 2016-10-01 2020-05-19 Кхд Хумболдт Ведаг Гмбх Control device with controlled controllability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4272824A (en) Batch product preparation
EP0291553B1 (en) Method to control a differential metering balance, especially for bulk materials, and a differential metering balance for carrying out the method
RU2128358C1 (en) Automatic control system
US3685602A (en) Automatic batch weigher
DE102019121948B4 (en) Device and method for measuring a powder mass flow for powder nozzle deposition welding
GB2093609A (en) Method of automatically adjusting the time at which a filling stream of material fed to an electromechanical balance is switched off
US4416394A (en) Regulating apparatus for automatically controlling the production of a comminuted mixture having prescribed composition
Cierpisz et al. A simulation study of coal blending control using a fuzzy logic ash monitor
JPS6115930A (en) Method for controlling water of sintered material
SU1569802A1 (en) Automatic control system
SU866544A1 (en) Device for batch-metering charge components
SU1714572A1 (en) Self-adjusting control system for controlled plant with delays
JPH05215595A (en) Method for controlling amount of raw material weighing hopper to be taken out
JPS5772016A (en) Fall correction method for constant quanitity detecting balance
JPS59128603A (en) Process control device
Csaki et al. Simultaneous adaptive control of chemical composition, fineness and maximum quantity of ground materials at a closed circuit ball mill
US2945130A (en) Thickness measuring gauges using radioactive material
JPS6137903A (en) Method for controlling discharge of starting material to be charged into blast furnace
SU1063466A1 (en) Method and apparatus for automatic regulation of coal dressing
SU696423A1 (en) Device for automatic transporting of loose material
SU829172A1 (en) Method of controlling single-stage grinding ball-type mill
SU1173390A1 (en) Self-adjusting system of automatic control of lagging objects
JPH0695282B2 (en) Process control equipment
JPH10312201A (en) Process controller for closed loop system including pid adjuster
SU1506288A1 (en) Conveyer-type batcher