RU2258950C2 - Adaptive system for controlling object with variable transporting delay - Google Patents

Adaptive system for controlling object with variable transporting delay Download PDF

Info

Publication number
RU2258950C2
RU2258950C2 RU2003112586/09A RU2003112586A RU2258950C2 RU 2258950 C2 RU2258950 C2 RU 2258950C2 RU 2003112586/09 A RU2003112586/09 A RU 2003112586/09A RU 2003112586 A RU2003112586 A RU 2003112586A RU 2258950 C2 RU2258950 C2 RU 2258950C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
delay
adder
quantizer
Prior art date
Application number
RU2003112586/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003112586A (en
Inventor
А.А. Анисимов (RU)
А.А. Анисимов
А.П. Бурков (RU)
А.П. Бурков
С.В. Тарарыкин (RU)
С.В. Тарарыкин
Original Assignee
Ивановский государственный энергетический 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 Ивановский государственный энергетический университет filed Critical Ивановский государственный энергетический университет
Priority to RU2003112586/09A priority Critical patent/RU2258950C2/en
Publication of RU2003112586A publication Critical patent/RU2003112586A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2258950C2 publication Critical patent/RU2258950C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: automatics.
SUBSTANCE: system has set-point device, first adder, adjusting means, first object model, first delay element, second object model, adjustment block, processed product movement indicator, first quantizer, compensation adjusting means, second adder, multiplier, extrapolator, comparison element, second quantizer, second delay element, first, second, third and fourth keys.
EFFECT: higher speed of operation, higher efficiency, broader functional capabilities.
5 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике, в частности к адаптивным системам автоматического управления, предназначено для управления объектами с переменным транспортным запаздыванием в условиях возмущений случайного характера и может применяться в поточных линиях текстильной, легкой и химической промышленности.The invention relates to automation, in particular to adaptive automatic control systems, is intended to control objects with variable transport delay under random disturbances and can be used in production lines of textile, light and chemical industries.

Известно устройство управления объектом с запаздыванием (регулятор Смита) [1], включающее в себя типовой регулятор, модель объекта без запаздывания, элемент задержки, первый, второй и третий сумматоры.A device is known for controlling an object with delay (Smith controller) [1], which includes a typical controller, an object model without delay, a delay element, first, second, and third adders.

В данной системе высокое быстродействие обеспечивается за счет прогнозирования реакции объекта на управляющее воздействие с помощью модели без запаздывания. При этом сигнал с выхода модели подается на вход регулятора, как правило типового.In this system, high performance is ensured by predicting the reaction of the object to the control action using the model without delay. In this case, the signal from the output of the model is fed to the input of the regulator, usually a typical one.

Недостатком подобной системы является существенное ухудшение показателей точности и быстродействия даже при небольших вариациях параметров объекта управления, прежде всего величины запаздывания. Кроме того, быстродействие такой системы при отработке возмущений ограничивается величиной 1,5-2 интервала запаздывания.The disadvantage of such a system is a significant deterioration in accuracy and speed, even with small variations in the parameters of the control object, especially the delay. In addition, the speed of such a system during the development of perturbations is limited to a value of 1.5-2 of the delay interval.

Известна также система управления сушильно-ширильной машиной (СШМ) [2], представляющей собой объект с транспортным запаздыванием. Данная система включает в себя датчики параметров ткани (ширины, плотности, влажности), прямой канал управления, канал обратной связи с пропорционально-интегральным (ПИ) регулятором, а также подсистему регулирования температуры в сушильной камере машины.Also known is a control system for a tumble-spreading machine (SCM) [2], which is an object with a transport delay. This system includes sensors for fabric parameters (width, density, humidity), a direct control channel, a feedback channel with a proportional-integral (PI) controller, as well as a temperature control subsystem in the drying chamber of the machine.

В указанной системе высокое быстродействие при отработке возмущений обеспечивается за счет прямого канала с компенсационным регулятором, а точность стабилизации - за счет канала обратной связи.In this system, high performance during the processing of disturbances is ensured by a direct channel with a compensation regulator, and stabilization accuracy is ensured by a feedback channel.

Однако подобная система требует длительной настройки при изменении параметров объекта управления, например, при смене артикула обрабатываемой ткани. Кроме того, наличие канала обратной связи с ПИ регулятором приводит к переходному процессу длительностью 5-6 интервалов запаздывания при включении системы.However, such a system requires a long adjustment when changing the parameters of the control object, for example, when changing the article number of the processed fabric. In addition, the presence of a feedback channel with the PI controller leads to a transient process with a duration of 5-6 delay intervals when the system is turned on.

Наиболее близким техническим решением является адаптивная система управления для объектов с запаздыванием [3], содержащая задатчик, сумматор, регулятор и объект, а также две модели объекта (два упредителя), элемент задержки и блок настройки моделей.The closest technical solution is an adaptive control system for objects with delay [3], which contains a master, adder, controller and object, as well as two object models (two predictors), a delay element, and a model tuning unit.

В указанной системе высокое быстродействие обеспечивается за счет применения модели объекта без запаздывания, сигнал которой поступает на вход регулятора, а адаптация к изменению параметров объекта обеспечивается блоком настройки.In this system, high performance is ensured through the use of an object model without delay, the signal of which is fed to the input of the controller, and adaptation to changing object parameters is provided by the tuner.

Недостатком такой системы является ограничение быстродействия при отработке возмущений величиной 1,5-2 интервала запаздывания и ухудшение качества регулирования при изменении величины запаздывания объекта.The disadvantage of this system is the speed limit when working out disturbances with a value of 1.5-2 of the delay interval and the deterioration of the quality of regulation when changing the delay value of the object.

Технический результат изобретения состоит в повышении быстродействия системы при отработке возмущений, обеспечении адаптации к изменению величины запаздывания и коэффициентов передачи объекта, сокращении длительности переходных процессов при включении системы.The technical result of the invention consists in increasing the speed of the system when working out disturbances, providing adaptation to changing the delay value and transmission coefficients of the object, reducing the duration of transients when the system is turned on.

Для достижения технического результата в систему, состоящую из задатчика, первого сумматора, регулятора, первый модели объекта и первого элемента задержки, соединенных последовательно, второй модели объекта, блока настройки и объекта с переменным запаздыванием, дополнительно включены датчик перемещения обрабатываемого продукта, первый квантователь, компенсационный регулятор, второй сумматор, умножитель, экстраполятор, элемент сравнения, второй квантователь, второй элемент задержки, первый, второй, третий и четвертый ключи.To achieve a technical result, the system consisting of a setter, a first adder, a regulator, a first object model and a first delay element connected in series, a second object model, a tuner and an object with variable delay, additionally includes a displacement sensor for the processed product, a first quantizer, a compensation controller, second adder, multiplier, extrapolator, comparison element, second quantizer, second delay element, first, second, third and fourth keys.

На первый вход первого квантователя подан сигнал возмущения, а второй вход соединен с выходом датчика перемещения, выход компенсационного регулятора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход экстраполятора соединен с первым входом объекта управления, на второй вход которого воздействует указанный выше сигнал возмущения. Первый вход блока настройки соединен с выходом первого квантователя, второй вход - с выходом второго квантователя, а третий вход - с выходом датчика перемещения, первый выход блока настройки соединен с вторым входом умножителя, при этом первый вход второго квантователя соединен с выходом объекта управления, второй вход - с выходом датчика перемещения. Вход элемента сравнения соединен со вторым входом блока настройки, а выход - с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого ключей. Выход второго квантователя через четвертый ключ соединен со вторым входом первого сумматора, третий вход которого через третий ключ соединен с выходом второго элемента задержки, четвертый вход соединен с выходом первого элемента задержки, пятый вход - с выходом первой модели объекта, второй вход второго сумматора через первый ключ соединен с задатчиком, третий вход через второй ключ соединен с выходом регулятора, вход второй модели объекта соединен с выходом регулятора, а выход - с входом второго элемента задержки.A disturbance signal is applied to the first input of the first quantizer, and the second input is connected to the output of the displacement sensor, the output of the compensation controller is connected to the first input of the second adder, the output of which is connected to the first input of the multiplier, the output of the extrapolator is connected to the first input of the control object, the second input of which acts the above disturbance signal. The first input of the tuner is connected to the output of the first quantizer, the second input is to the output of the second quantizer, and the third input is to the output of the displacement sensor, the first output of the tuner is connected to the second input of the multiplier, while the first input of the second quantizer is connected to the output of the control object, the second input - with the output of the displacement sensor. The input of the comparison element is connected to the second input of the tuner, and the output is connected to the control inputs of the first, second, third, and fourth keys. The output of the second quantizer through the fourth key is connected to the second input of the first adder, the third input of which through the third key is connected to the output of the second delay element, the fourth input is connected to the output of the first delay element, the fifth input is the output of the first model of the object, the second input of the second adder is through the first the key is connected to the master, the third input through the second key is connected to the output of the controller, the input of the second model of the object is connected to the output of the controller, and the output to the input of the second delay element.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемая система управления отличается наличием датчика перемещения, первого и второго квантователей, компенсационного регулятора, второго сумматора, умножителя, экстраполятора, элемента сравнения, второго элемента задержки, первого, второго, третьего и четвертого ключевых элементов, а также связей между ними, а именно следующих.Comparative analysis with the prototype showed that the proposed control system is distinguished by the presence of a displacement sensor, first and second quantizers, a compensation regulator, a second adder, a multiplier, an extrapolator, a comparison element, a second delay element, the first, second, third and fourth key elements, as well as relationships between them, namely the following.

Соединенные последовательно первый квантователь, компенсационный регулятор, второй сумматор, умножитель и экстраполятор образуют прямой канал компенсации возмущений. Введение такого канала в систему управления с запаздыванием позволяет достичь максимального быстродействия при отработке возмущающих воздействий.The first quantizer, the compensation regulator, the second adder, the multiplier and the extrapolator connected in series form a direct channel of compensation of perturbations. The introduction of such a channel into the delayed control system makes it possible to achieve maximum speed when processing disturbing influences.

Применение комбинированных регуляторов в системах управления с запаздыванием является известным техническим решением. Однако в данном случае введение новых элементов и связей между ними обеспечивает адаптацию системы к изменениям параметров объекта, а также устойчивость процессов самонастройки.The use of combined controllers in delayed control systems is a well-known technical solution. However, in this case, the introduction of new elements and the relationships between them ensures the adaptation of the system to changes in the parameters of the object, as well as the stability of self-tuning processes.

Умножитель, второй вход которого соединен с первым выходом блока настройки, обеспечивает настройку компенсационного регулятора при изменении коэффициента передачи объекта. Критерием при этом служит коэффициент передачи системы по каналу передачи возмущений, который в процессе настройки сводится к нулю.The multiplier, the second input of which is connected to the first output of the tuner, provides the adjustment of the compensation regulator when changing the transfer coefficient of the object. In this case, the criterion is the transmission coefficient of the system along the perturbation transmission channel, which during the tuning process is reduced to zero.

Применение первого, второго, третьего и четвертого ключей, управляющих блоком сравнения, обеспечивает отключение регулятора Смита от объекта в режиме настройки, и подключение вместо него второй модели с вторым элементом запаздывания. Такое решение позволяет обеспечить устойчивость процесса настройки, а также исключить переходные процессы при переключении системы в рабочий режим.The use of the first, second, third and fourth keys that control the comparison unit ensures that the Smith controller is disconnected from the object in the setup mode, and the second model with the second delay element is connected instead. This solution allows you to ensure the stability of the tuning process, as well as to eliminate transient processes when switching the system to operating mode.

Применение датчика перемещения и квантователей с переменным периодом квантования позволяет обеспечить адаптацию системы к изменению времени запаздывания объекта управления. При этом время запаздывания первого и второго элементов задержки задается в относительных единицах - периодах квантования.The use of a displacement sensor and quantizers with a variable quantization period allows the system to be adapted to change the delay time of the control object. In this case, the delay time of the first and second delay elements is set in relative units — quantization periods.

Таким образом, отмеченные отличия предлагаемого устройства от аналогов и прототипа являются существенными.Thus, the noted differences of the proposed device from analogues and prototype are significant.

Структурная схема адаптивной системы управления (фиг.1) включает в себя первый квантователь 1, компенсационный регулятор 2, второй сумматор 3, умножитель 4, экстраполятор 5, объект управления 6, датчик перемещения 7, блок настройки 8, блок сравнения 9, второй квантователь 10, задатчик 11, первый ключ 12, второй ключ 13, первый сумматор 14, регулятор 15, первую модель объекта 16 и первый элемент задержки 17, вторую модель объекта 18 и второй элемент задержки 19, третий ключ 20 и четвертый ключ 21.The block diagram of the adaptive control system (Fig. 1) includes a first quantizer 1, a compensation regulator 2, a second adder 3, a multiplier 4, an extrapolator 5, a control object 6, a displacement sensor 7, a tuner 8, a comparison unit 9, a second quantizer 10 , master 11, first key 12, second key 13, first adder 14, controller 15, first object model 16 and first delay element 17, second object model 18 and second delay element 19, third key 20 and fourth key 21.

Возмущающее воздействие поступает на первый вход первого квантователя 1, второй вход (вход управления) которого соединен с выходом датчика перемещения 7. Цифровой сигнал первого квантователя проходит через последовательно соединенные компенсационный регулятор 2, второй сумматор 3, умножитель 4 и экстраполятор 5. Выход компенсационного регулятора 2 соединен с первым входом второго сумматора 3, второй вход которого через первый (нормально-замкнутый) ключ 12 соединен с выходом задатчика 11, а третий вход через второй (нормально-разомкнутый) ключ 13 соединен с выходом регулятора 15. Сигнал с выхода второго сумматора 3 проходит через умножитель 4 и экстраполятор 5, выход которого соединен с входом объекта 6. Выход объекта 6 соединен с первым входом второго квантователя 10, на второй вход которого поступает сигнал датчика перемещения 7.A disturbing effect is applied to the first input of the first quantizer 1, the second input (control input) of which is connected to the output of the displacement sensor 7. The digital signal of the first quantizer passes through the compensation regulator 2, the second adder 3, the multiplier 4, and the extrapolator 5. The output of the compensation regulator 2 connected to the first input of the second adder 3, the second input of which through the first (normally closed) key 12 is connected to the output of the setter 11, and the third input through the second (normally open) key 13 is connected to the output of the regulator 15. The signal from the output of the second adder 3 passes through a multiplier 4 and an extrapolator 5, the output of which is connected to the input of the object 6. The output of the object 6 is connected to the first input of the second quantizer 10, the second input of which receives the signal of the displacement sensor 7.

Выход задатчика 11 подключен к первому входу первого сумматора 14, который последовательно соединен с регулятором 15, первой моделью объекта 16 и первым элементом задержки 17. Выход регулятора 15 соединен также с входом второй модели объекта 18, выход которой соединен с входом второго элемента задержки 19. Второй вход первого сумматора 14 через четвертый (нормально-разомкнутый) ключ 21 соединен с выходом второго квантователя 10, третий вход через третий (нормально замкнутый) ключ 20 - с выходом второго элемента задержки 19, четвертый вход - с выходом первого элемента задержки 17, пятый вход - с выходом первой модели объекта 16.The output of the master 11 is connected to the first input of the first adder 14, which is connected in series with the controller 15, the first model of the object 16 and the first delay element 17. The output of the controller 15 is also connected to the input of the second model of the object 18, the output of which is connected to the input of the second delay element 19. The second input of the first adder 14 through the fourth (normally open) key 21 is connected to the output of the second quantizer 10, the third input through the third (normally closed) key 20 is with the output of the second delay element 19, the fourth input is with the output of th delay element 17, the fifth input - with the output of the first model object 16.

Первый и второй входы блока настройки 8 подключены к выходам первого (1) и второго (10) квантователей соответственно, третий вход соединен с выходом датчика перемещения 7, первый выход блока 8 соединен со вторым входом умножителя 4, второй выход - с входом блока сравнения 9, выход которого соединен с входами управления первого (12), второго (13), третьего (20) и четвертого (21) ключей.The first and second inputs of tuner 8 are connected to the outputs of the first (1) and second (10) quantizers, respectively, the third input is connected to the output of the displacement sensor 7, the first output of block 8 is connected to the second input of the multiplier 4, and the second output is connected to the input of the comparison unit 9 whose output is connected to the control inputs of the first (12), second (13), third (20) and fourth (21) keys.

Объект управления 6 состоит из звена без запаздывания с передаточной функцией H01(s) и звена транспортного запаздывания с передаточной функцией H02(s), соединенных последовательно. На первый вход объекта 6 подается управляющее воздействие u(s), а на второй вход поступает сигнал возмущения x(s):The control object 6 consists of a link without delay with the transfer function H 01 (s) and a link of transport delay with the transfer function H 02 (s) connected in series. The control signal u (s) is supplied to the first input of object 6, and a disturbance signal x (s) is supplied to the second input:

Figure 00000002
Figure 00000002

где y(s) - сигнал на выходе объекта; К1 и К2 - коэффициенты передачи; Т1 - постоянная времени; τ - время запаздывания, s -аргумент Лапласа.where y (s) is the signal at the output of the object; K 1 and K 2 - transmission coefficients; T 1 - time constant; τ is the delay time, s is the Laplace argument.

Передаточная функция компенсационного регулятора 2 обратна передаточной функции объекта управления H01(s):The transfer function of the compensation controller 2 is inverse to the transfer function of the control object H 01 (s):

HKR(z)=I/H01(z); H01(z)=Z{H01(s)Hэ(s)}, (2)H KR (z) = I / H 01 (z); H 01 (z) = Z {H 01 (s) H e (s)}, (2)

где Z - символ условного z - преобразования (по таблицам); Hэ(s)=(1-е-sTo)/s - передаточная функция экстраполятора; То - период квантования времени. С учетом выражения (1) получимwhere Z is the symbol of the conditional z - transformation (according to the tables); H e (s) = (1st- sTo ) / s is the transfer function of the extrapolator; T about - period of time quantization. Given expression (1) we get

HKR(z)=1-dz-1, (3)H KR (z) = 1-dz -1 , (3)

где d=Т/То - постоянная времени.where d = T / T o - time constant.

Блок 8 обеспечивает настройку коэффициента передачи компенсационного регулятора КR[i] в соответствии с рекуррентным выражениемBlock 8 provides the adjustment of the gain of the compensation regulator K R [i] in accordance with the recurrence expression

Figure 00000003
Figure 00000003

где h - коэффициент, задающий темп настройки;

Figure 00000004
- оценка коэффициента передачи системы по возмущению ΔК=1-КRКo; i - номер периода квантования. Оценки
Figure 00000005
вычисляются методом наименьших квадратов (МНК)where h is a coefficient that sets the pace of tuning;
Figure 00000004
- assessment of the transmission coefficient of the system perturbation ΔK = 1-K R To o ; i is the number of the quantization period. Grades
Figure 00000005
are calculated by the least squares method (OLS)

Figure 00000006
Figure 00000006

где x[i, j] - возмущающее воздействие на объект; y[i, j] - сигнал на выходе объекта; j - номер отсчета, n - число отсчетов в пределах периода квантования; m=int(τ/Тo) - относительная величина запаздывания. Величина KR[i] поступает на первый выход блока 8, а величина

Figure 00000004
- на второй выход блока.where x [i, j] is the disturbing effect on the object; y [i, j] is the signal at the output of the object; j is the number of samples, n is the number of samples within the quantization period; m = int (τ / Т o ) is the relative value of the delay. The value of K R [i] is supplied to the first output of block 8, and the value
Figure 00000004
- to the second output of the block.

В режиме настройки система работает следующим образом. Оценка коэффициента передачи системы по каналу возмущения

Figure 00000004
формируется на втором выходе блока настройки 8 и сравнивается блоком 9 с уровнем значимости δК. При условии
Figure 00000007
блок 9 замыкает первый (12) и третий (20) и размыкает второй (13) и четвертый (21) ключи. При этом объект управления 6 исключается из контура обратной связи и вместо него включается вторая модель 18 и второй элемент задержки 19. На объект воздействуют сигналы компенсационного регулятора 2 и задатчика 11, объединенные вторым сумматором 3. Настройка компенсационного регулятора осуществляется блоком 8, на каждом шаге вычисляется МНК - оценка коэффициента
Figure 00000004
и коррекция величины КR[i]. Как только оценка становится незначимой, блок 9 переключает структуру системы и переводит ее в рабочий режим.In setup mode, the system operates as follows. Estimation of the system transmission coefficient over the disturbance channel
Figure 00000004
is formed at the second output of tuner 8 and is compared by block 9 with a significance level of δK. On condition
Figure 00000007
block 9 closes the first (12) and third (20) and opens the second (13) and fourth (21) keys. In this case, the control object 6 is excluded from the feedback loop and the second model 18 and the second delay element 19 are turned on. The signals of the compensation regulator 2 and the setpoint switch 11, combined by the second adder 3, act on the object. The compensation regulator is set by block 8, at each step it is calculated MNC - coefficient estimation
Figure 00000004
and correction of the quantity K R [i]. As soon as the assessment becomes insignificant, block 9 switches the structure of the system and puts it into operation.

В рабочем режиме, при

Figure 00000008
, блок 9 замыкает второй (13) и четвертый (21) и размыкает первый (12) и третий (20) ключи. При этом вместо второй модели 18 и второго элемента задержки 19 в контур обратной связи включается объект управления 6. В результате образуется комбинированная система управления с прямым и обратным каналами. Прямой канал системы обеспечивает эффективную компенсацию возмущений, а канал обратной связи - сведение к нулю статической ошибки. Применение второй модели объекта (18) и второго элемента задержки (19) позволяет устранить переходный процесс при переключении структуры системы.In operating mode, at
Figure 00000008
, block 9 closes the second (13) and fourth (21) and opens the first (12) and third (20) keys. Moreover, instead of the second model 18 and the second delay element 19, a control object 6 is included in the feedback loop. As a result, a combined control system with forward and reverse channels is formed. The direct channel of the system provides effective compensation of disturbances, and the feedback channel - reducing to zero the static error. The use of the second model of the object (18) and the second delay element (19) eliminates the transition process when switching the structure of the system.

При изменении запаздывания (скорости транспортирования) изменяется период следования импульсов датчика 7, которые управляют квантователями 1 и 10. Таким образом, путем изменения периода квантования осуществляется настройка цифровой системы на фактическую величину запаздывания объекта управления.When the delay (transport speed) changes, the pulse repetition period of the sensor 7 changes, which control the quantizers 1 and 10. Thus, by changing the quantization period, the digital system is tuned to the actual delay value of the control object.

Результаты моделирования адаптивной системы управления объектом с запаздыванием в условиях действия возмущений представлены на фиг.2, фиг.3, фиг.4 и фиг.5. Возмущающее воздействие на входе объекта управления (фиг.2) представляет собой случайный процесс восстановления, на который наложен гауссовский случайный процесс.The simulation results of the adaptive control system of the object with delay under the action of disturbances are presented in figure 2, figure 3, figure 4 and figure 5. The perturbing effect at the input of the control object (figure 2) is a random recovery process, which is superimposed on a Gaussian random process.

График изменения коэффициента передачи компенсационного регулятора КR - приведен на фиг.4, а график изменения коэффициента передачи системы по каналу возмущения ΔK - на фиг.5. Анализ графиков показывает, что переходный процесс в контуре адаптации завершается за время, равное 4÷5 интервалам запаздывания, перерегулирование не превышает 10%.The graph of the change in the transmission coefficient of the compensation regulator K R - is shown in Fig.4, and the graph of the change in the transmission coefficient of the system along the disturbance channel ΔK - in Fig.5. Analysis of the graphs shows that the transition process in the adaptation circuit is completed in a time equal to 4 ÷ 5 delay intervals, the overshoot does not exceed 10%.

Переходные характеристики адаптивной системы управления объектом с запаздыванием приведены на фиг.3. Момент завершения процесса адаптации отмечен штрих-пунктирной линией, при этом подключение регулятора Смита не вызывает в системе переходного процесса. Настроенная система практически полностью устраняет влияние возмущений на управляемую величину. Это обусловлено высоким быстродействием прямого канала компенсации, время регулирования которого равно периоду квантования Тo. Изменение заданного значения плотности в момент времени t=200 с иллюстрирует динамические свойства контура обратной связи системы. Переходный процесс в контуре завершается за время, равное 1,5 интервалам запаздывания, а перерегулирование не превышает 1÷2%.Transient characteristics of the adaptive control system of the object with delay are shown in figure 3. The moment of completion of the adaptation process is indicated by a dash-dotted line, while connecting the Smith controller does not cause a transition process in the system. The tuned system almost completely eliminates the influence of disturbances on the controlled quantity. This is due to the high speed of the direct compensation channel, the regulation time of which is equal to the quantization period T o . A change in the set density value at time t = 200 s illustrates the dynamic properties of the feedback loop of the system. The transition process in the circuit is completed in a time equal to 1.5 delay intervals, and the overshoot does not exceed 1 ÷ 2%.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает высокую точность и быстродействие как при компенсации возмущений, так и при отработке задающего воздействия. Кроме того, система обеспечивает адаптацию к изменению коэффициентов передачи и времени запаздывания объекта управления.Thus, the proposed system provides high accuracy and speed as when compensating for disturbances, and when working out the driving action. In addition, the system provides adaptation to changing the transmission coefficients and the delay time of the control object.

Источники информацииSources of information

1. Гурецкий X. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. - М.: Машиностроение, 1974. - 328 с.1. Guretsky X. Analysis and synthesis of control systems with delay. - M.: Mechanical Engineering, 1974. - 328 p.

2. Автоматическое управление технологическими процессами отделочного производства. / Л.И.Беленький, Л.А.Омельянчук, С.С.Швырев. - М.: Легпромбытиздат, 1990. - 208 с.2. Automatic control of technological processes of finishing production. / L.I. Belenky, L.A. Omelyanchuk, S.S. Shvyrev. - M .: Legprombytizdat, 1990 .-- 208 p.

3. А.с. 968788 СССР, МКИ G 05 В 13/02. Адаптивная система регулирования для объектов с изменяющимся запаздыванием. / А.А.Москаленко и др. // Открытия. Изобретения. 1982 г. - №39.3. A.S. 968788 USSR, MKI G 05 V 13/02. Adaptive control system for objects with variable delay. / A.A. Moskalenko et al. // Discoveries. Inventions 1982 - No. 39.

Claims (1)

Адаптивная система управления объектом с переменным транспортным запаздыванием, содержащая задатчик, первый сумматор, регулятор, первую модель объекта, первый элемент задержки, соединенные последовательно, блок настройки, вторую модель объекта, а также объект управления с переменным запаздыванием, на который воздействует возмущение, отличающаяся тем, что в систему дополнительно включены первый квантователь, компенсационный регулятор, второй сумматор, умножитель и экстраполятор, соединенные последовательно, импульсный датчик перемещения обрабатываемого продукта, блок сравнения, второй квантователь, второй элемент задержки, первый, второй, третий и четвертый ключи, причем на первый вход первого квантователя подан сигнал возмущения, а второй вход соединен с выходом импульсного датчика перемещения обрабатываемого продукта, выход компенсационного регулятора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход экстраполятора соединен с входом объекта управления, первый вход блока настройки соединен с выходом первого квантователя, второй вход - с выходом второго квантователя, а третий вход - с выходом импульсного датчика перемещения обрабатываемого продукта, первый выход блока настройки соединен с вторым входом умножителя, при этом первый вход второго квантователя соединен с выходом объекта управления, второй вход - с выходом датчика перемещения, а выход через четвертый ключ соединен со вторым входом первого сумматора, третий вход которого через третий ключ соединен с выходом второго элемента задержки, четвертый вход соединен с выходом первого элемента задержки, пятый вход - с выходом первой модели объекта, второй вход второго сумматора через первый ключ соединен с задатчиком, третий вход через второй ключ соединен с выходом регулятора, вход второй модели объекта соединен с выходом регулятора, а выход - с входом второго элемента задержки, вход блока сравнения соединен со вторым выходом блока настройки, а выход - с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого ключей.An adaptive control system for an object with a variable transport delay, comprising a controller, a first adder, a regulator, a first object model, a first delay element connected in series, a tuner, a second object model, and a variable delay control object that is affected by a disturbance, characterized in that the system additionally includes a first quantizer, a compensation regulator, a second adder, a multiplier and an extrapolator connected in series, a pulse displacement sensor the processed product, the comparison unit, the second quantizer, the second delay element, the first, second, third and fourth keys, moreover, a disturbance signal is applied to the first input of the first quantizer, and the second input is connected to the output of the pulse sensor for moving the processed product, the output of the compensation regulator is connected to the first input of the second adder, the output of which is connected to the first input of the multiplier, the output of the extrapolator is connected to the input of the control object, the first input of the tuner is connected to the output of the first antitator, the second input with the output of the second quantizer, and the third input with the output of the pulse sensor for moving the processed product, the first output of the tuner is connected to the second input of the multiplier, while the first input of the second quantizer is connected to the output of the control object, the second input to the output of the sensor moving, and the output through the fourth key is connected to the second input of the first adder, the third input of which through the third key is connected to the output of the second delay element, the fourth input is connected to the output of the first element delays, the fifth input - with the output of the first model of the object, the second input of the second adder through the first key connected to the master, the third input through the second key connected to the output of the controller, the input of the second model of the object connected to the output of the controller, and the output to the input of the second delay element, the input of the comparison unit is connected to the second output of the tuner, and the output is connected to the control inputs of the first, second, third, and fourth keys.
RU2003112586/09A 2003-04-28 2003-04-28 Adaptive system for controlling object with variable transporting delay RU2258950C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112586/09A RU2258950C2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Adaptive system for controlling object with variable transporting delay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112586/09A RU2258950C2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Adaptive system for controlling object with variable transporting delay

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003112586A RU2003112586A (en) 2004-11-10
RU2258950C2 true RU2258950C2 (en) 2005-08-20

Family

ID=35846295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003112586/09A RU2258950C2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Adaptive system for controlling object with variable transporting delay

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2258950C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471220C1 (en) * 2011-05-16 2012-12-27 Ольга Викторовна Авдеева Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object
RU2574283C1 (en) * 2014-09-24 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук Self-adjusting control system with gradient adaptation of state regulator
RU192058U1 (en) * 2019-05-07 2019-09-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Simulator combined adaptive control system for structurally parametrically indefinite non-linear objects of periodic action with delay
RU192059U1 (en) * 2019-05-07 2019-09-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" A simulator of an adaptive-periodic system for nonlinear objects with a delay as in a control circuit with a self-adjusting block of dynamic correction

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471220C1 (en) * 2011-05-16 2012-12-27 Ольга Викторовна Авдеева Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object
RU2574283C1 (en) * 2014-09-24 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук Self-adjusting control system with gradient adaptation of state regulator
RU192058U1 (en) * 2019-05-07 2019-09-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Simulator combined adaptive control system for structurally parametrically indefinite non-linear objects of periodic action with delay
RU192059U1 (en) * 2019-05-07 2019-09-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" A simulator of an adaptive-periodic system for nonlinear objects with a delay as in a control circuit with a self-adjusting block of dynamic correction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5159660A (en) Universal process control using artificial neural networks
KR910000871B1 (en) Process controller having a improved combination of feed-forward and feed-back
AU704692B2 (en) A variable horizon predictor for controlling dead time dominant processes, multivariable interactive processes, and processes with time variant dynamics
US5892679A (en) Method and system for controlling a multiple input/output process with minimum latency using a pseudo inverse constant
EP1200882B1 (en) Adaptive predictive expert control system
WO2007001252A1 (en) Apparatuses, systems, and methods utilizing adaptive control
US5029066A (en) Process control system
CN101681150A (en) Adaptive control system
KR920008564A (en) Adaptive control device of process control system and its method
JPH0643903A (en) Method of adjusting technical process having plurality of regulator
Lakshmanan et al. Estimation and model predictive control of non-linear batch processes using linear parameter varying models
RU2258950C2 (en) Adaptive system for controlling object with variable transporting delay
Song et al. Dynamic modeling and adaptive control of the gas metal arc welding process
Signal et al. Generic model adaptive control
Lee et al. Process/model mismatch compensation for model-based controllers
US5200681A (en) Process control system
Asano et al. A design of self-tuning predictive PID controllers
KR950003551B1 (en) Process control system and method
JP2010086395A (en) Two-degree-of-freedom digital controller
KR900004250B1 (en) Process control apparatus
Jiayu et al. Analysis of an automatic control system based on linear controllers and MPC controller
CN112379601A (en) MFA control system design method based on industrial process
Chittillapilly et al. Tube model reference adaptive control for a cylindrical tank system
JPH09146610A (en) Multivariable nonlinear process controller
Stoecker et al. Event‐based feedback control of disturbed input‐affine systems

Legal Events

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

Effective date: 20070429