RU2234116C1 - Device for pid-regulation - Google Patents

Device for pid-regulation Download PDF

Info

Publication number
RU2234116C1
RU2234116C1 RU2002135205/09A RU2002135205A RU2234116C1 RU 2234116 C1 RU2234116 C1 RU 2234116C1 RU 2002135205/09 A RU2002135205/09 A RU 2002135205/09A RU 2002135205 A RU2002135205 A RU 2002135205A RU 2234116 C1 RU2234116 C1 RU 2234116C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
output
adder
input
limiter
Prior art date
Application number
RU2002135205/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002135205A (en
Inventor
Е.В. Лубенцова (RU)
Е.В. Лубенцова
Original Assignee
Северо-Кавказский государственный технический университет
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 Северо-Кавказский государственный технический университет filed Critical Северо-Кавказский государственный технический университет
Priority to RU2002135205/09A priority Critical patent/RU2234116C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234116C1 publication Critical patent/RU2234116C1/en
Publication of RU2002135205A publication Critical patent/RU2002135205A/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: automatic regulation, namely according to PID - law of controlling, possibly for manufacturing plants characterized with parameter drift and subjected to non-controlled disturbances.
SUBSTANCE: device includes comparator, unit for setting controlled object, multiplication units, proportional units, limiting units, adders, unit for determining modulus, non-linear unit with dead zone, differentiating unit, switch, integrating unit, OR-gate.
EFFECT: enhanced quality of controlling with enlarged stability zone.
1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическим регуляторам, реализующим пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования, и может быть использовано для регулирования технологических объектов, имеющих дрейф параметров и подверженных неконтролируемым возмущениям.The invention relates to automatic controllers that implement the proportional-integral-differential law of regulation, and can be used to regulate technological objects having parameters drift and subject to uncontrolled disturbances.

Известен пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, содержащий блок сравнения, пропорциональный блок, интегратор, дифференциатор, подключенные ко входу сумматора, выход которого является выходом регулятора [А.с. №578636, СССР. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор. 1977].Known proportional-integral-differential controller containing a comparison unit, a proportional unit, an integrator, a differentiator connected to the input of the adder, the output of which is the output of the controller [A.S. No. 578636, USSR. The proportional-integral-differential controller. 1977].

Недостатком известного регулятора является высокая чувствительность к изменению параметров объекта и возмущениям на входе объекта, а также к изменениям высокочастотных составляющих сигнала задания по сравнению с сигналом регулируемой величины, приводящим к ухудшению качества регулирования, а при определенных значениях к неустойчивой работе регулятора.A disadvantage of the known controller is its high sensitivity to changes in the parameters of the object and disturbances at the input of the object, as well as to changes in the high-frequency components of the reference signal in comparison with the signal of adjustable magnitude, leading to a deterioration in the quality of regulation, and at certain values, to unstable operation of the controller.

Известны также пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы, содержащие последовательно соединенные первый сумматор, на один вход которого подключен выход задатчика, первый интегратор, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора и блоку сравнения, на другой вход которого подключен выход датчика регулируемой величины, а также пропорциональный блок, второй интегратор и дифференциатор, подключенные ко входу второго сумматора [Ялышев А.У., Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М.: Машиностроение, 1981, 399 с.].Also known are proportional-integral-differential controllers containing a first adder connected in series, to one of which input is connected the output of the master, a first integrator, the output of which is connected to the second input of the first adder and the comparison unit, to the other input of which the output of the adjustable variable sensor is connected, and a proportional block, a second integrator and a differentiator connected to the input of the second adder [A. Yalyshev, O. Razorenov Multifunctional analog control devices for automation. M .: Engineering, 1981, 399 p.].

Недостатком использования известных регуляторов для технологических объектов с запаздыванием является постоянство коэффициента усиления системы, как при больших, так и при малых отклонениях регулируемой величины, и невозможность получения единой качественной настройки регуляторов для возмущений на входе объекта и на входе регулятора, что в значительной мере снижает качество регулирования и область устойчивой работы регулятора.The disadvantage of using known controllers for technological objects with delay is the constancy of the gain of the system, both for large and small deviations of the controlled variable, and the inability to obtain a uniform high-quality adjustment of the controllers for disturbances at the input of the object and at the input of the controller, which significantly reduces the quality regulation and the area of stable operation of the regulator.

Наиболее близким аналогом к изобретению по своей технической сущности, принятым за прототип, является пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, блок умножения, пропорциональный блок, сумматор, а также блок выделения модуля, дифференциатор и интегратор, подключенные к выходу блока сравнения, а выходом связанные соответственно с блоком умножения и сумматором, выход которого является выходом регулятора [Голант А.И., Альперович Л.С., Васин В.М. Системы цифрового управления в химической промышленности. - М.: Химия, 1985, с.60].The closest analogue to the invention in its technical essence, adopted as a prototype, is a proportional-integral-differential controller containing a series-connected comparison unit, a multiplication unit, a proportional unit, an adder, as well as a module isolation unit, a differentiator and an integrator connected to the output of the unit comparison, and the output is associated respectively with the multiplication unit and the adder, the output of which is the output of the controller [Golant AI, Alperovich LS, Vasin VM Digital control systems in the chemical industry. - M .: Chemistry, 1985, p.60].

Недостатком данного регулятора является невысокое качество регулирования и ограниченная область устойчивости при дрейфе параметров объекта с запаздыванием и действии на входе системы возмущений. В этом регуляторе в результате действия возмущений при значительном увеличении отклонений регулируемой величины одновременно с увеличением коэффициента усиления объекта либо с увеличением запаздывания коэффициент усиления системы должен изменяться, в то же время формирование пропорционального, интегрального и дифференцирующего воздействий регулятора остается неизменным как в установившемся, так и в переходном режимах, что приводит к ухудшению качества регулирования, появлению колебаний и неустойчивой работе регулятора.The disadvantage of this controller is the low quality of regulation and the limited stability region during the drift of the object parameters with delay and the action of the disturbance system at the input. In this controller, as a result of disturbances with a significant increase in the deviations of the controlled variable, simultaneously with an increase in the gain of the object or with an increase in the delay, the gain of the system should change, while the formation of the proportional, integral and differentiating effects of the regulator remains unchanged both in steady state and in transient conditions, which leads to a deterioration in the quality of regulation, the appearance of fluctuations and unstable operation of the regulator.

Основной задачей изобретения является повышение качества регулирования и расширение области устойчивости.The main objective of the invention is to improve the quality of regulation and the expansion of the field of stability.

Поставленная цель достигается установкой дополнительно параллельно первому пропорциональному блоку нелинейного блока с зоной нечувствительности, второго пропорционального блока и четвертого ограничителя, которые обеспечивают автоматическое включение нелинейного блока регулятора в работу при превышении сигналом рассогласования зоны нечувствительности нелинейного блока, что способствует увеличению быстродействия без изменения коэффициента первого пропорционального блока. Нелинейный блок имеет однозначную характеристику линейных участков, что обеспечивает повышение точности работы системы, так как она определяется только уровнем первого пропорционального блока и не зависит от характеристики нелинейного блока с зоной нечувствительности и второго пропорционального блока. Причем это позволяет выбирать уровень первого пропорционального блока небольшим, обеспечивающим приемлемые отклонения регулируемой величины в установившемся режиме.This goal is achieved by installing additionally parallel to the first proportional block of the nonlinear block with the dead band, the second proportional block and the fourth limiter, which automatically turn on the non-linear block of the regulator in operation when the mismatch signal exceeds the dead band of the non-linear block, which increases the speed without changing the coefficient of the first proportional block . A non-linear block has an unambiguous characteristic of linear sections, which provides an increase in the accuracy of the system, since it is determined only by the level of the first proportional block and does not depend on the characteristics of a non-linear block with a deadband and a second proportional block. Moreover, this allows you to choose the level of the first proportional block small, providing acceptable deviations of the controlled variable in the steady state.

Установленные на выходе интегратора третий ограничитель и на выходе регулятора второй ограничитель через ключ управляют работой интегратора, что обеспечивает устранение перенасыщения интегратора, способствуя сокращению времени переходного процесса и снижению колебательности, т.е. расширению области устойчивости.The third limiter installed at the output of the integrator and at the output of the controller a second limiter control the operation of the integrator through a key, which eliminates the oversaturation of the integrator, helping to reduce the time of the transient process and reduce oscillation, i.e. expanding the area of sustainability.

На чертеже в схематическом виде изображен пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор.The drawing in a schematic form shows a proportional-integral-differential controller.

Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор содержит блок сравнения 1, входы которого соединены с выходами блока 2 задания и объекта регулирования (на чертеже не показан), блок умножения 3, первый пропорциональный блок 4, первый сумматор 5, первый ограничитель 6, второй сумматор 7 и второй ограничитель 8, блок 9 определения модуля, подключенный к выходу блока сравнения 1, последовательно соединенные нелинейный блок 10 с зоной нечувствительности, второй пропорциональный блок 11, четвертый ограничитель 12, соединенный с первым сумматором 5, последовательно соединенные дифференциатор 13, подключенный к выходу блока сравнения 1, и второй блок умножения 14, соединенный со входом первого сумматора 5, последовательно соединенные ключ 15, подключенный к выходу первого блока умножения 3, интегратор 16 и третий ограничитель 17, соединенный со входом второго сумматора 7, элемент ИЛИ 18, подключенный к выходам второго 8 и третьего 17 ограничителей и соединенный с управляющим входом ключа 15. Вторые входы первого 3 и второго 14 блоков умножения подключены к выходу блока 9 определения модуля. Блок 2 задания содержит последовательно соединенный сумматор 19 и интегратор 20, охваченный отрицательной обратной связью, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения 1 и к входу сумматора 19.The proportional-integral-differential controller contains a comparison unit 1, the inputs of which are connected to the outputs of a task unit 2 and an object of regulation (not shown in the drawing), a multiplication unit 3, a first proportional unit 4, a first adder 5, a first limiter 6, a second adder 7 and a second limiter 8, a module determination unit 9 connected to the output of the comparison unit 1, a non-linear block 10 with a dead zone connected in series, a second proportional block 11, a fourth limiter 12 connected to the first adder m 5, a series-connected differentiator 13 connected to the output of the comparison unit 1, and a second multiplication unit 14, connected to the input of the first adder 5, a series-connected key 15, connected to the output of the first multiplication unit 3, an integrator 16 and a third limiter 17 connected to the input of the second adder 7, the OR element 18 connected to the outputs of the second 8 and third 17 limiters and connected to the control input of the key 15. The second inputs of the first 3 and second 14 multiplication units are connected to the output of the module definition unit 9. The task unit 2 contains a series-connected adder 19 and an integrator 20 covered by negative feedback, the output of which is connected to one of the inputs of the comparison unit 1 and to the input of the adder 19.

Регулятор работает следующим образом.The regulator operates as follows.

Ошибка регулирования поступает на вход блока определения модуля 9 и на входы первого блока умножения 3, нелинейного блока 10 с зоной нечувствительности и дифференциатора 13. С помощью блока определения модуля 9 формируется сигнал |ε|, который поступает на вторые входы первого 3 и второго 14 блоков умножения, образуя выходные сигналы kП·ε·|ε| и

Figure 00000002
которые поступают на первый и второй входы первого сумматоpa 5. Если ошибка регулирования невелика (|ε(t)|<δ), то нелинейный блок 10 с зоной нечувствительности в работу не включается. Сигнал, получаемый в результате вычисления на основе квадрата ошибки регулирования пропорциональной и дифференциальной составляющих, проходя первый ограничитель 6, складывается на сумматоре 7 с сигналом, поступающим с выхода третьего ограничителя 17. Если суммарный сигнал второго сумматора 7 не превышает предельного верхнего значения, установленного на втором ограничителе 8, или предельных значений третьего ограничителя 17, то командный сигнал с выхода элемента ИЛИ 18 на управляющий вход ключа 15 не поступает и интегратор 16 продолжает формировать интегральную составляющую в зависимости от квадрата ошибки регулирования. В этом случае регулирующее воздействие регулятора на выходе второго ограничителя 8 формируется на основе пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) - закона регулирования, все составляющие которого зависят от квадрата ошибки регулирования. В результате действия возмущений, приводящих к большим отклонениям системы от невозмущенного состояния, т.е. когда ошибка регулирования возрастает по величине и превышает зону нечувствительности нелинейного блока 10, на третий вход первого сумматора 5 дополнительно подается через второй пропорциональный блок 11 форсирующее воздействие по нелинейному закону с выхода нелинейного блока 10 до тех пор, пока ошибка регулирования превышает зону нечувствительности нелинейного блока 10. После того как ошибка регулирования станет меньше зоны нечувствительности нелинейного блока 10, она не проходит через этот блок и сигнал на третий вход первого сумматора 5 не поступает. Таким образом, в переходном режиме при формировании регулирующего воздействия используются одновременно воздействия блоков 4 и 11, а в установившемся режиме определяющим является воздействие первого пропорционального блока 4. Независимое формирование воздействий в пропорциональной части регулятора позволяет устанавливать коэффициент первого пропорционального блока 4 без ухудшения качества регулирования в установившемся режиме и снижения быстродействия в переходных режимах. При этом изменение величины суммарного результирующего воздействия регулятора происходит с определенным упреждением по отношению к изменению направления интегрирования и снижению пропорциональной составляющей. Это достигается выбором характеристики линейных участков нелинейного блока 10 с зоной нечувствительности, противоположной фактическому знаку ошибки регулирования на входе нелинейного блока 10. При этом на входы первого сумматора 5 поступает сумма сигналов второго блока умножения 14, первого пропорционального блока 4 и через четвертый ограничитель 12 второго пропорционального блока 11, причем величина последнего пропорциональна инверсному сигналу отклонения (инверсной ошибке регулирования). Это обеспечивает устойчивость системы при больших отклонениях регулируемой переменной в системе, быстрое затухание и уменьшение перерегулирования.The control error arrives at the input of the module 9 definition block and at the inputs of the first multiplication block 3, non-linear block 10 with a dead zone and differentiator 13. Using the module 9 definition block, a signal | ε | is generated, which goes to the second inputs of the first 3 and second 14 blocks multiplication, forming the output signals kP · ε · | ε | and
Figure 00000002
which go to the first and second inputs of the first total 5. If the control error is small (| ε (t) | <δ), then the nonlinear block 10 with the deadband is not included in the operation. The signal resulting from the calculation based on the square of the control error of the proportional and differential components, passing the first limiter 6, is added to the adder 7 with the signal from the output of the third limiter 17. If the total signal of the second adder 7 does not exceed the upper limit value set on the second limiter 8, or the limit values of the third limiter 17, then the command signal from the output of the OR element 18 to the control input of the key 15 is not received and the integrator 16 continues to form Rowan integral component depending on the control error square. In this case, the regulatory effect of the controller at the output of the second limiter 8 is formed on the basis of the proportional-integral-differential (PID) - regulation law, all of which depend on the square of the regulation error. As a result of the action of disturbances, leading to large deviations of the system from the unperturbed state, i.e. when the control error increases in magnitude and exceeds the deadband of the nonlinear block 10, the third input of the first adder 5 is additionally supplied through the second proportional block 11 with a non-linear effect forcing action from the output of the nonlinear block 10 until the control error exceeds the deadband of the nonlinear block 10 . After the control error becomes less than the deadband of the nonlinear block 10, it does not pass through this block and the signal to the third input of the first adder 5 does not arrive. Thus, in the transitional mode, when forming the regulatory action, the actions of blocks 4 and 11 are used simultaneously, and in the steady state, the influence of the first proportional block 4 is decisive. Independent formation of actions in the proportional part of the regulator allows you to set the coefficient of the first proportional block 4 without affecting the quality of regulation in the steady state mode and reduce performance in transient modes. In this case, the change in the value of the total resulting influence of the controller occurs with a certain lead in relation to the change in the direction of integration and the reduction of the proportional component. This is achieved by selecting the characteristics of the linear sections of the non-linear block 10 with a deadband opposite the actual sign of the control error at the input of the non-linear block 10. In this case, the inputs of the first adder 5 receive the sum of the signals of the second multiplication block 14, the first proportional block 4 and through the fourth limiter 12 of the second proportional block 11, the magnitude of the latter being proportional to the inverse deviation signal (inverse control error). This ensures the stability of the system with large deviations of the controlled variable in the system, fast attenuation and reduced overshoot.

В регуляторе, реализующем ПИД-закон регулирования, выходной сигнал регулятора выходной сигнал второго ограничителя 8 равенIn the controller that implements the PID control law, the controller output signal, the output signal of the second limiter 8 is

Figure 00000003
Figure 00000003

где U2(t) - ограничиваемая переменная, U2(t)=U1(t)+U3(t);where U 2 (t) is a variable to be limited, U 2 (t) = U 1 (t) + U 3 (t);

Uогр - предельное верхнее значение;U ogre - upper limit value;

U(t) - ограниченное значение (выход второго ограничителя 8).U (t) - limited value (output of the second limiter 8).

U1(t) - выходной сигнал первого ограничителя 6 равенU 1 (t) - the output signal of the first limiter 6 is equal to

Figure 00000004
Figure 00000004

где Uп(t) - ограничиваемая переменная (вход ограничителя 6);where U p (t) is a variable to be limited (input of the limiter 6);

Uпогр - предельное значение;U burr - limit value;

U1(t) - ограниченное значение (выход ограничителя 6).U 1 (t) - limited value (output limiter 6).

Выходной сигнал третьего ограничителя 17 равенThe output signal of the third limiter 17 is equal to

Figure 00000005
Figure 00000005

где Uи(t) - ограничиваемая переменная на выходе интегратора 16 (вход ограничителя 17);where U and (t) is a limited variable at the output of the integrator 16 (input of the limiter 17);

Uиогр - предельное значение;U ogr - limit value;

U3(t) - ограниченное значение (выход ограничителя 17).U 3 (t) - limited value (output limiter 17).

Figure 00000006
Figure 00000006

где kи - коэффициент интегрирования; σ(t) - функция отключения (включения) входного сигнала интегратора 16, реализуемая с помощью ключа 15.where k and is the integration coefficient; σ (t) is the function of disabling (turning on) the input signal of the integrator 16, implemented using the key 15.

Ключ 15 реализует функцию отключения (включения) интегратора 16 в видеThe key 15 implements the function of turning off (turning on) the integrator 16 in the form

Figure 00000007
Figure 00000007

где ψ(t) - выходной сигнал элемента ИЛИ 18, поступающий на управляющий вход ключа 15, равныйwhere ψ (t) is the output signal of the element OR 18, received at the control input of the key 15, equal

Figure 00000008
Figure 00000008

Выходной сигнал первого сумматора 5 равенThe output signal of the first adder 5 is equal to

Figure 00000009
Figure 00000009

где ε - ошибка регулирования, получаемая на выходе блока сравнения 1, на входе которого входной сигнал регулятора и выходной сигнал блока 2 задания,where ε is the control error obtained at the output of the comparison unit 1, at the input of which the input of the controller and the output signal of unit 2 of the job,

kп и kд - коэффициенты пропорциональной и дифференциальной части регулятора;k p and k d are the coefficients of the proportional and differential parts of the controller;

U4(t) - выходной сигнал четвертого ограничителя 12, равныйU 4 (t) is the output signal of the fourth limiter 12, equal to

Figure 00000010
Figure 00000010

где r(t) - выходной сигнал второго блока пропорциональности 11 (вход ограничителя 12);where r (t) is the output signal of the second proportional block 11 (input of the limiter 12);

rогр - предельное значение;r ogre - limit value;

U4 - ограниченное значение (выходной сигнал ограничителя 12).U 4 - limited value (output signal limiter 12).

Входной сигнал r(t) ограничителя 12 равенThe input signal r (t) of the limiter 12 is equal to

Figure 00000011
Figure 00000011

где ±δ - величина зоны нечувствительности блока 10, имеющего линейные однозначные участки с углом наклона α;where ± δ is the value of the dead zone of block 10 having linear single-valued sections with an inclination angle α;

k - коэффициент пропорциональности блока 11.k is the proportionality coefficient of block 11.

Выходной сигнал второго блока пропорциональности 11, пройдя четвертый ограничитель 12, поступает на третий вход первого сумматора 5, где суммируется с выходными сигналами первого пропорционального блока 4

Figure 00000012
и второго 14 блока умножения
Figure 00000013
. Выходной сигнал сумматора 5, проходя через первый ограничитель 6, суммируется на втором сумматоре 7 с выходным сигналом интегратора 16, прошедшим через третий ограничитель 17. Выходной сигнал сумматора 7 - входной сигнал второго ограничителя 8, является выходным сигналом регулятора - U(t).The output signal of the second proportional block 11, passing the fourth limiter 12, is fed to the third input of the first adder 5, where it is summed with the output signals of the first proportional block 4
Figure 00000012
and second 14 multiplication blocks
Figure 00000013
. The output signal of the adder 5, passing through the first limiter 6, is summed on the second adder 7 with the output signal of the integrator 16 passing through the third limiter 17. The output signal of the adder 7, the input signal of the second limiter 8, is the output signal of the controller - U (t).

Выходной сигнал Go блока задания 2 связан с входным сигналом G зависимостьюThe output signal Go of block task 2 is connected with the input signal G by the dependence

Figure 00000014
Figure 00000014

где G - скачкообразное изменение задания регулятору;where G is the abrupt change in the task to the regulator;

G0 - демпфированное значение задания регулятору, изменяющееся со скоростью, определяемой постоянной времени Т и поступающего на вход блока 1 сравнения.G 0 - the damped value of the task to the regulator, changing at a speed determined by the time constant T and supplied to the input of the comparison unit 1.

Ограничение скорости изменения задания обеспечивает более плавные переходные процессы в системе при частых и резких изменениях задания.Limiting the rate of change of the task provides smoother transients in the system with frequent and sharp changes in the task.

Известно, что оптимально настроенный ПИД-регулятор чувствителен к изменению параметров объекта и действию возмущений на входе объекта и регулятора. Поэтому проведено моделирование автоматической системы регулирования и осуществлено сравнение качества регулирования объекта с помощью предложенного регулятора и стандартного ПИД-регулятора при изменении коэффициента усиления объекта в 3 раза и действии внешних возмущений. Сравнительный анализ кривых переходных процессов, вызванных действием внешнего возмущения на входе объекта и изменением задания регулятору, показал, что система с предлагаемым регулятором обладает большим запасом устойчивости по сравнению с системой на базе известного регулятора, характеризуется незначительными колебаниями регулируемой величины относительно заданного значения и меньшим числом колебаний. Максимальное динамическое отклонение при внешнем скачкообразном входном воздействии на объект уменьшается в 1.25 раза, степень затухания увеличивается в 1.35 раза, время переходного процесса уменьшается в 3.33 раза, в то время как число колебаний в системе с обычным регулятором превышает 10. Переходные процессы в системе, вызванные дополнительным задающим воздействием импульсного типа, показали сохранение значительных колебаний в обычной системе и существенную длительность переходного процесса в ней: время переходного процесса в 4.3 раза превышает время в системе с предлагаемым регулятором, степень затухания уменьшается в 1.68 раза, колебательность увеличивается, что в целом характеризует уменьшение области устойчивости.It is known that an optimally tuned PID controller is sensitive to changes in the parameters of the object and the action of disturbances at the input of the object and the controller. Therefore, the automatic control system was simulated and the quality of the object’s regulation was compared using the proposed controller and the standard PID controller when the gain of the object changed by 3 times and the action of external disturbances. A comparative analysis of transient curves caused by the action of an external disturbance at the input of the object and a change in the controller’s task showed that the system with the proposed controller has a large stability margin compared to the system based on the known controller, it is characterized by insignificant fluctuations of the controlled quantity relative to the set value and a smaller number of oscillations . The maximum dynamic deviation with an external step-like input action on an object decreases by 1.25 times, the damping degree increases by 1.35 times, the transient time decreases by 3.33 times, while the number of oscillations in a system with a conventional controller exceeds 10. Transients in the system caused by additional preset action of the pulse type, showed the preservation of significant fluctuations in a conventional system and the significant duration of the transition process in it: the transition process time is 4.3 times pre time in the system with the proposed regulator exceeds, the degree of attenuation decreases by 1.68 times, the oscillation increases, which generally characterizes a decrease in the stability region.

Claims (1)

Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, первый блок умножения, первый пропорциональный блок, первый сумматор, первый ограничитель, второй сумматор, второй ограничитель и элемент ИЛИ, а также последовательно соединенные ключ, первый интегратор, третий ограничитель, подключенный ко вторым входам второго сумматора и элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа, блок выделения модуля, соединенный с первым блоком умножения, и дифференциатор, подключенные к выходу блока сравнения, блок задания, включающий последовательно соединенные третий сумматор, второй интегратор, подключенный к входу третьего сумматора и блоку сравнения, отличающийся тем, что он содержит второй блок умножения и последовательно соединенные нелинейный блок с зоной нечувствительности, второй пропорциональный блок и четвертый ограничитель, выход которого подключен к одному из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго блока умножения, один вход которого подключен к выходу дифференциатора, а другой - к выходу блока выделения модуля, выход блока сравнения подключен к входам нелинейного блока с зоной нечувствительности и блока выделения модуля, вход ключа соединен с выходом первого блока умножения.A proportional-integral-differential controller containing a series-connected comparison unit, a first multiplication unit, a first proportional unit, a first adder, a first limiter, a second adder, a second limiter and an OR element, as well as a series-connected key, a first integrator, a third limiter connected to the second inputs of the second adder and the OR element, the output of which is connected to the control input of the key, a module allocation unit connected to the first multiplication unit, and a differentiator, connected referred to the output of the comparison unit, the reference unit, which includes a third adder connected in series, a second integrator connected to the input of the third adder and the comparison unit, characterized in that it contains a second multiplication unit and series-connected non-linear unit with a deadband, a second proportional unit and a fourth a limiter whose output is connected to one of the inputs of the first adder, the other input of which is connected to the output of the second multiplication unit, one input of which is connected to the output of the differential ntsiatora and the other - to the output of module allocation unit, an output of the comparator is connected to the inputs of the nonlinear block dead zone and the module allocation unit, a key input coupled to an output of the first multiplier unit.
RU2002135205/09A 2002-12-24 2002-12-24 Device for pid-regulation RU2234116C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135205/09A RU2234116C1 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Device for pid-regulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135205/09A RU2234116C1 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Device for pid-regulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2234116C1 true RU2234116C1 (en) 2004-08-10
RU2002135205A RU2002135205A (en) 2004-08-27

Family

ID=33413635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002135205/09A RU2234116C1 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Device for pid-regulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234116C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478781C2 (en) * 2008-12-02 2013-04-10 НЭШНЛ ОЙЛВЕЛЛ ВАРКО, Эл.Пи. Method and device to reduce oscillations of sticking-slipping in drilling string
RU2518699C1 (en) * 2008-12-02 2014-06-10 НЭШНЛ ОЙЛВЕЛЛ ВАРКО, Эл.Пи. Method and device for calculation of instantaneous rotary speed of bottomhole assembly
RU2667553C1 (en) * 2014-11-17 2018-09-21 Нейборз Дриллинг Технолоджис ЮЭсЭй, Инк. System and method for weakening of drilling column stick-slip
RU2788818C1 (en) * 2022-06-02 2023-01-24 Вячеслав Витальевич Кудрявцев Proportional-integral-differential controller with deviation adders

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОЛАНТ А.И., АЛЬПЕРОВИЧ Л.С., ВАСИН В.М. Системы цифрового управления в химической промышленности. - М.: Химия, 1985, с.60. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478781C2 (en) * 2008-12-02 2013-04-10 НЭШНЛ ОЙЛВЕЛЛ ВАРКО, Эл.Пи. Method and device to reduce oscillations of sticking-slipping in drilling string
RU2518699C1 (en) * 2008-12-02 2014-06-10 НЭШНЛ ОЙЛВЕЛЛ ВАРКО, Эл.Пи. Method and device for calculation of instantaneous rotary speed of bottomhole assembly
US8950512B2 (en) 2008-12-02 2015-02-10 National Oilwell Varco, L.P. Methods and apparatus for reducing stick-slip
US9581008B2 (en) 2008-12-02 2017-02-28 National Oilwell Varco, L.P. Method and apparatus for reducing stick-slip
US9885231B2 (en) 2008-12-02 2018-02-06 National Oilwell Varco, L.P. Methods and apparatus for reducing stick-slip
US10415364B2 (en) 2008-12-02 2019-09-17 National Oilwell Varco, L.P. Method and apparatus for reducing stick-slip
US10533407B2 (en) 2008-12-02 2020-01-14 National Oilwell Varco, L.P. Methods and apparatus for reducing stick-slip
RU2667553C1 (en) * 2014-11-17 2018-09-21 Нейборз Дриллинг Технолоджис ЮЭсЭй, Инк. System and method for weakening of drilling column stick-slip
US10458223B2 (en) 2014-11-17 2019-10-29 Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. System and method for mitigating stick-slip
RU2788818C1 (en) * 2022-06-02 2023-01-24 Вячеслав Витальевич Кудрявцев Proportional-integral-differential controller with deviation adders

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4498036A (en) Adaptive control system
KR900005546B1 (en) Adaptive process control system
US7638965B2 (en) Motor control apparatus
CN112506056B (en) Closed-loop step response cascade loop PID control parameter self-correction method
Silva et al. Controller design via Padé approximation can lead to instability
KR100642225B1 (en) Method and system for adaptive control of turning operations
KR940022310A (en) Process control method and apparatus
RU2234116C1 (en) Device for pid-regulation
JP6282481B2 (en) Underwater vehicle control system
Kurien et al. Overview of different approaches of pid controller tuning
CN108227479B (en) PID control method and PID control system for multi-joint robot
JP2850075B2 (en) Variable structure control method
CN106950835B (en) Simple and robust two-degree-of-freedom proportional-integral control method
JP4698026B2 (en) Improved servo mechanism control method
CN111338205B (en) Self-adaptive PID controller based on control deviation change partition and control method
KR101572241B1 (en) Control system with robust control capability
JPS638902A (en) Automatic adjusting method for control constant of pid controller
Przystupa Tuning of PID controllers–approximate methods
JPS6121505A (en) Process controller
RU2648516C1 (en) Proportional-integral controller
Łaskawski et al. Influence of sampling on the tuning of PID controller parameters
KR100794893B1 (en) Motor control apparatus
CN116520680B (en) Anti-interference PID controller setting method
RU2388037C1 (en) Method of widening range for stable operation of automatic control systems
JP7089336B2 (en) Control device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041225