RU2430398C1 - System of adaptive two-position control - Google Patents

System of adaptive two-position control Download PDF

Info

Publication number
RU2430398C1
RU2430398C1 RU2010121193/08A RU2010121193A RU2430398C1 RU 2430398 C1 RU2430398 C1 RU 2430398C1 RU 2010121193/08 A RU2010121193/08 A RU 2010121193/08A RU 2010121193 A RU2010121193 A RU 2010121193A RU 2430398 C1 RU2430398 C1 RU 2430398C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
control
duration
value
adaptation
Prior art date
Application number
RU2010121193/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артем Александрович Камынин (RU)
Артем Александрович Камынин
Александр Степанович Кижук (RU)
Александр Степанович Кижук
Василий Григорьевич Рубанов (RU)
Василий Григорьевич Рубанов
Валерий Залманович Магергут (RU)
Валерий Залманович Магергут
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority to RU2010121193/08A priority Critical patent/RU2430398C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430398C1 publication Critical patent/RU2430398C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: procedure is realised by transmitting control effect of following kind to actuating device: if controlled variable crosses line of assignment top down, then duration of effect of adaptive output control signal transmitted to actuating device is determined with interval of time 1·Tu1, where 1 is coefficient of adaptation, while Tu1 is duration of lower half wave of auto-oscillation mode at two-position control; if controlled variable crosses line of assignment bottom-up, then actuating device is turned on after interval m·Tn3 for pulse of feed forward 1·(1-m)·Tu1, where m is coefficient of ratio of nominal load to actual, Tn3 is current value to upper half wave of auto-oscillation mode at two-position control.
EFFECT: establishing control effect of duration reducing duration of half waves of auto-oscillations, which causes reduced amplitude of auto-oscillations and energy saving.
2 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению, а именно к адаптивным системам двухпозиционного автоматического управления и может быть использовано как при автоматизации бытовых объектов (электропечи, холодильники), общепромышленных объектов (муфельные печи, промышленные холодильники) с двухпозиционным законом управления, так и при модернизации существующих систем двухпозиционного управления технологическими величинами (температура, давление, влажность).The invention relates to automatic control, and in particular to adaptive systems of on-off automatic control and can be used both in the automation of household objects (electric furnaces, refrigerators), general industrial facilities (muffle furnaces, industrial refrigerators) with on-off control law, and when upgrading existing on-off systems control of technological quantities (temperature, pressure, humidity).

Известны системы двухпозиционного управления, построенные с использованием двухпозиционных регуляторов с фиксированными позициями типа реле, переключение осуществляется при переходе регулируемой величины через линию задания, низкий уровень сигнала соответствует нахождению регулируемой величины под линией задания, высокий уровень соответствует нахождению регулируемой величины над линией задания. Управляющий сигнал с выхода реле поступает на вход исполнительного устройства, которое в свою очередь воздействует на объект управления (в частности на регулируемую величину) (А.А.Кампе-Немм. Автоматическое двухпозиционное регулирование. - М.: Наука, 1967, с.6). Недостатком такой системы является низкое качество регулирования и частое переключение (вызванное дребезгом контактов). При использовании реле с зоной неоднозначности удается избежать частых переключений, но при этом ухудшается качество регулирования.Known on-off control systems built using on-off controllers with fixed positions such as relays, switching is carried out when the controlled variable passes through the reference line, a low signal level corresponds to finding the controlled variable under the reference line, and a high level corresponds to finding the controlled variable above the reference line. The control signal from the relay output is fed to the input of the actuator, which in turn acts on the control object (in particular, on an adjustable value) (A.A. Kampe-Nemm. Automatic two-position regulation. - M .: Nauka, 1967, p.6 ) The disadvantage of this system is the poor quality of regulation and frequent switching (caused by contact bounce). When using a relay with an ambiguity zone, frequent switching is avoided, but the quality of regulation is degraded.

Цель изобретения - устранение недостатков систем двухпозиционного регулирования, связанных с дребезгом контактов, и улучшение параметров качества регулируемого процесса, приводящего к снижению энергопотребление объекта управления.The purpose of the invention is to eliminate the disadvantages of the on-off control systems associated with the bounce of contacts, and to improve the quality parameters of the controlled process, which reduces the power consumption of the control object.

Технический результат изобретения состоит в предложении оригинальной системы адаптивного двухпозиционного управления, состоящей из датчика управляемой переменной, подключенного к управляющей обмотке реле, на вторую обмотку которого подается сигнал задания. Реле, сравнивая эти два сигнала, выдает двухпозиционный сигнал, поступающий на противодребезговую схему. В структуру системы введен микроконтроллер, на вход которого поступает выходной сигнал противодребезговой схемы, в соответствии с которым формируется управляющее воздействие по алгоритму, реализующая по пункту 2 оригинальный способ повышения эффективности управления за счет адаптации к нагрузке. Сформированное управляющее воздействие с выхода микроконтроллера через выходной каскад поступает на исполнительное устройство, воздействующее на объект управления.The technical result of the invention is to propose an original adaptive on-off control system consisting of a controlled variable sensor connected to a relay control winding, to the second winding of which a reference signal is supplied. The relay, comparing these two signals, produces a two-position signal, which is fed to the anti-bounce circuit. A microcontroller is introduced into the system structure, to the input of which there is an output signal of the anti-bounce circuit, in accordance with which a control action is generated according to an algorithm that implements in paragraph 2 an original way to increase control efficiency by adapting to the load. The generated control action from the output of the microcontroller through the output stage is supplied to the actuator acting on the control object.

На фиг.1 представлена адаптивная система двухпозиционного регулирования; на фиг.2 представлена система двухпозиционного регулирования; на фиг.3 представлено положение позиции управляющего сигнала в зависимости от нахождения регулируемого параметра относительно линии задания; на фиг.4 представлен автоколебательный процесс в системе с двухпозиционным реле (а), реле с зоной неоднозначности (б), а также вид обратной статической характеристики реле (в) и обратной статической характеристики реле (г) с гистерезисом; на фиг.5 представлен вид условно-аппроксимирующей функции; на фиг.6 изображено графическое представление первого - 1 и второго - 2 этапов алгоритма адаптации; на фиг.7 представлен пример замедления нарастания регулируемого параметра при уменьшении управляющего воздействия; на фиг.8 изображено графическое представление седьмого - 7 этапа алгоритма адаптации; на фиг.9 изображена блок-схема способа адаптивного двухпозиционного регулирования.Figure 1 presents an adaptive system of on-off regulation; figure 2 presents a system of on-off regulation; figure 3 presents the position of the position of the control signal depending on the location of the adjustable parameter relative to the reference line; 4 shows a self-oscillating process in a system with a two-position relay (a), a relay with an ambiguity zone (b), and also a view of the inverse static characteristic of the relay (c) and inverse static characteristic of the relay (d) with hysteresis; figure 5 presents a view of a conditionally approximating function; figure 6 shows a graphical representation of the first - 1 and second - 2 stages of the adaptation algorithm; figure 7 presents an example of slowing down the growth of an adjustable parameter while reducing the control action; on Fig depicts a graphical representation of the seventh - 7 stages of the adaptation algorithm; figure 9 shows a block diagram of a method of adaptive on-off regulation.

Адаптивная система управления (фиг.2) состоит из датчика 1, измеряющего регулируемую величину x, соединенного с обмоткой реле 2. Реле сравнивает преобразованный датчиком сигнал x' с сигналом задания х0, поступающим от задатчика 3 (в некоторых случаях датчик, реле и задатчик представляют собой одно устройство 6). Сигнал у выхода реле 2 может находиться в одной из двух позиций обратной релейной характеристики (фиг.4,в). Сигнал у находится в нижней позиции (реле разомкнуто), если регулируемая величина находится над линией задания (фиг.3), y находится в верхней позиции, если регулируемая величина - под линией задания. Это можно записать следующим образом:The adaptive control system (Fig. 2) consists of a sensor 1 measuring an adjustable value x connected to the coil of relay 2. The relay compares the signal x 'converted by the sensor with the reference signal x 0 coming from the master 3 (in some cases, the sensor, relay and master represent one device 6). The signal at the output of relay 2 can be in one of two positions of the inverse relay characteristics (Fig. 4, c). The signal y is in the lower position (the relay is open) if the adjustable value is above the reference line (Fig. 3), y is in the upper position, if the adjustable value is under the reference line. This can be written as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

Выходной сигнал релейного регулятора попадает на вход противодребезговой схемы 4, выход которой соединен со входом микроконтроллера 5. Выход микроконтроллера 5 соединен с выходным каскадом 6. Блок питания 7 обеспечивает энергией блоки программируемой приставки 8.The output signal of the relay controller goes to the input of the anti-bounce circuit 4, the output of which is connected to the input of the microcontroller 5. The output of the microcontroller 5 is connected to the output stage 6. The power supply unit 7 provides energy to the programmable set-top box 8 units.

Выходной каскад 6 адаптивной приставки 8 соединяется со входом исполнительного устройства 9, воздействующего на объект управления 10.The output stage 6 of the adaptive set-top box 8 is connected to the input of the actuator 9, acting on the control object 10.

В микроконтроллер 5 прошит алгоритм работы системы управления. Для этого структура микроконтроллера имеет таймер, работающий как в режиме измерения длительности, так и в режиме отсчета времени, внутреннюю память, для сохранения измеренных величин, а также записи программы алгоритма управления.In microcontroller 5, the control system algorithm is flashed. For this, the microcontroller structure has a timer that operates both in the duration measurement mode and in the time counting mode, internal memory, for saving the measured values, as well as recording the control algorithm program.

Известны способы двухпозиционного регулирования на основе прямой и обратной релейных характеристик, где переключение осуществляется при переходе регулируемой величины через линию задания, низкий уровень сигнала соответствует нахождению регулируемой величины под линией задания, высокий уровень соответствует нахождению регулируемой величины над линией задания (А.А.Кампе-Немм. Автоматическое двухпозиционное регулирование. - М.: Наука, 1967, с.7). Недостатком такого способа является низкое качество регулирования. При использовании релейного закона управления с зоной неоднозначности удается избежать частых переключений, но при этом ухудшается качество регулирования.Known methods of on-off regulation based on direct and inverse relay characteristics, where switching is performed when the controlled variable passes through the reference line, a low signal level corresponds to finding the controlled variable under the reference line, a high level corresponds to finding the controlled variable above the reference line (A.A. Kampe Nemm. Automatic two-position regulation. - M .: Nauka, 1967, p. 7). The disadvantage of this method is the low quality of regulation. When using the relay control law with an ambiguity zone, frequent switching is avoided, but the quality of regulation is deteriorated.

Также известен способ, основанный на выбеге регулируемой величины за заданную зону адаптации. В зависимости от направления выбега изменяют значение недействующей позиции регулятора в сторону действующей позиции регулятора согласно пат. №2144690, МПК7 G05B 11/16. Недостатком этого способа является низкая скорость сходимости вследствие большого количества итераций. Более высокая скорость адаптации достигается путем присвоения недействующей позиции усредненного значения действующей и недействующего значения в случае выбега регулируемого параметра за зону адаптации, патент №2158435, МПК7 G05B 11/18. Однако в этих способах адаптация происходит только в одном направлении (величина управляющего воздействия может только уменьшаться) и способ не предлагает возможности перенастройки значения управляющего воздействия в случае изменения нагрузки объекта (в случае необходимости увеличения величины управляющего воздействия). В патенте №2129726, 11/54, 11/16 предлагается введение зоны реадаптации. В случае выбега регулируемой величины за зону реадаптации действующей позиции присваивается ее крайнее значение и адаптация начинается заново. Во всех вышеописанных способах на входе регулятора используется аналоговый сигнал, тогда как достаточным для управления может являться двухпозиционный сигнал. Также на выходе регулятора используется позиционный сигнал управления, тогда как использование двухпозиционного сигнала позволяет значительно упростить конструкцию и принцип действия регуляторов, основанных на адаптации управляющего воздействия под текущую нагрузку объекта.Also known is a method based on the run-out of an adjustable value for a given adaptation zone. Depending on the coasting direction, the value of the inactive position of the controller is changed in the direction of the current position of the controller according to US Pat. No. 2144690, IPC 7 G05B 11/16. The disadvantage of this method is the low rate of convergence due to the large number of iterations. A higher adaptation speed is achieved by assigning the inactive position to the average value of the effective and inactive values in the event of a controlled parameter rushing out of the adaptation zone патент Patent No. 2158435, IPC 7 G05B 11/18. However, in these methods, adaptation occurs in only one direction (the magnitude of the control action can only decrease) and the method does not offer the possibility of reconfiguring the value of the control action in the event of a change in the load of the object (if it is necessary to increase the magnitude of the control action). The patent No. 2129726, 11/54, 11/16 proposes the introduction of a rehabilitation zone. In the case of a run-out of an adjustable value over the readaptation zone of the current position, its extreme value is assigned and adaptation starts anew. In all of the above methods, an analog signal is used at the input of the controller, while a two-position signal can be sufficient for control. Also, a positional control signal is used at the controller output, while the use of a two-position signal can significantly simplify the design and principle of operation of regulators based on adapting the control action to the current load of the object.

Технический результат состоит в предложении нового способа адаптивного двухпозиционного регулирования, приводящего к уменьшению амплитуды автоколебаний и энергосбережению.The technical result consists in proposing a new method of adaptive on-off regulation, leading to a decrease in the amplitude of self-oscillations and energy saving.

При включении системы регулируемая переменная, например температура, нарастает от исходного состояния, условно принимаемого за нулевое, до некоторого заданного значения, определяемого уровнем сигнала задатчика (фиг.4,а, начальный участок). При этом будет возрастать уровень выходного сигнала датчика, подаваемого по цепи обратной связи на управляющую обмотку реле, настроенного на срабатывание по рассогласованию между значениями сигналов задатчика и датчика. При таком регулировании динамика процесса представляет собой автоколебательный режим, причем амплитуда колебаний будет затухать до некоторого установившегося значения. Предложенный способ подавления автоколебаний состоит в реализации следующих этапов:When you turn on the system, an adjustable variable, such as temperature, rises from the initial state, conditionally assumed to be zero, to a certain set value determined by the signal level of the master (Fig. 4, a, the initial section). In this case, the level of the sensor output signal supplied through the feedback circuit to the control winding of the relay configured to operate by a mismatch between the values of the setpoint and sensor signals will increase. With this regulation, the dynamics of the process is a self-oscillating mode, and the amplitude of the oscillations will decay to a certain steady-state value. The proposed method for suppressing self-oscillations consists in the implementation of the following steps:

Этап 1Stage 1

После выхода регулируемого параметра на установившийся автоколебательный режим, чему соответствует Tn11≤0.9·Tn10 (фиг.6), (т.е. изменение длительности нижней полуволны менее 10% по сравнению с предыдущим автоколебанием). Регулятор переходит в режим ожидания смены уровня управляющего воздействия y с низкого на высокий. В случае, если запуск не является первым (внутренняя память контроллера P1, P2 не пуста), алгоритм переходит к выполнению этапа 5.After the adjustable parameter reaches a steady-state self-oscillation mode, which corresponds to T n11 ≤0.9 · T n10 (Fig. 6), (i.e., the change in the duration of the lower half-wave is less than 10% compared with the previous self-oscillation). The controller goes into standby mode when the level of control action y changes from low to high. If the start is not the first (the internal memory of the controller P1, P2 is not empty), the algorithm proceeds to step 5.

Этап 2Stage 2

В ином случае (если пуск является первым) после перехода управляющего сигнала у из нижней позиции в верхнюю таймер включается в режиме подсчета импульсов с внешнего тактового генератора (в дальнейшем в режиме счетчика), на выходе (управляющий сигнал u) устанавливается высокий уровень напряжения, выключение таймера-счетчика происходит в момент изменения позиции входного сигнала у с верхней на нижнюю. Значение таймера счетчика Tu1 записывается во внутреннюю память микроконтроллера P1, управляющий сигнал u переключается в нижнюю позицию. Значение таймер-счетчика обнуляется и счетчик запускается вновь, останов счетчика происходит в момент изменения позиции релейного регулятора с нижней на верхнюю, значение счетчика Tn1 записывается во внутреннюю память P2, выходной сигнал приставки устанавливается в верхнюю позицию, значение таймера-счетчика обнуляется.Otherwise (if the start is the first one), after the control signal у passes from the lower position to the upper timer, it is switched on in the pulse counting mode from an external clock (hereinafter in counter mode), a high voltage level is set at the output (control signal u), shutdown timer-counter occurs at the moment of changing the position of the input signal from upper to lower. The counter timer value T u1 is recorded in the internal memory of the microcontroller P1, the control signal u switches to the lower position. The value of the timer counter is reset and the counter starts again, the counter stops when the position of the relay controller changes from lower to upper, the value of the counter T n1 is recorded in the internal memory P2, the output signal of the set-top box is set to the upper position, the value of the timer-counter is reset.

Этап 3Stage 3

Из внутренней памяти P1 извлекается значение Tu1. Сигнал управления u устанавливается в верхнюю позицию. Таймер-счетчик запускается в режиме таймера на длительность Tu2=Tu1·m (где m=0.8), если входной сигнал изменяется с 1 на 0, то в течение этого промежутка выполнение алгоритма возвращается к этапу 2, т.е. к измерению длительностей Tu1 и Tn1 (ячейки внутренней памяти P1 и P2 обнуляются). Выбор коэффициента m=0.8 обусловлен реальным значением отношения номинальной нагрузки к максимальной. После истечения этого времени сигнал управления и переводится в нижнюю позицию, таймер-счетчик включается в режиме таймера на время Tu1·(m1-m), где

Figure 00000002
. Увеличение времени ожидания обусловлено возможным замедлением скорости нарастания регулируемого параметра (фиг.7). Если в течение этого времени произошло изменение фронта входного сигнала с высокого на низкий, то выполнение переходит к началу этапа 4, в ином случае (если изменения не произошло) значение m увеличивается на величину шага Δ, сигнал управления u устанавливается в верхнюю позицию до момента переключения входного сигнала y с верхней на нижнюю позицию. После изменения позиции управляющий сигнал u с приставки переходит в нижнюю позицию до момента изменения позиции входного сигнала y с нижней на верхнюю. Выполнение возвращается к началу этапа 2.From the internal memory P1, the value T u1 is extracted. The control signal u is set to the upper position. The timer-counter starts in the timer mode for the duration T u2 = T u1 · m (where m = 0.8), if the input signal changes from 1 to 0, then during this period the algorithm returns to step 2, i.e. to measure the durations of T u1 and T n1 (the cells of the internal memory P1 and P2 are reset to zero). The choice of the coefficient m = 0.8 is due to the real value of the ratio of the nominal load to the maximum. After this time, the control signal is transferred to the lower position, the timer-counter is switched on in timer mode for the time T u1 · (m 1 -m), where
Figure 00000002
. The increase in the waiting time is due to a possible slowdown in the slew rate of the adjustable parameter (Fig. 7). If during this time the front of the input signal changes from high to low, execution proceeds to the beginning of step 4, otherwise (if no change occurs), the value of m increases by the value of step Δ, the control signal u is set to the upper position until switching input signal y from top to bottom. After changing the position, the control signal u from the prefix goes to the lower position until the position of the input signal y changes from lower to upper. Execution returns to the beginning of step 2.

Этап 4Stage 4

После перехода входного сигнала y в нижнюю позицию таймер-счетчик включается в режиме счетчика. Останов счетчика происходит при переключении позиции входного сигнала с нижней на верхнюю, при этом событии на выходе устанавливается верхняя позиция. Значение счетчика Tn2 заносится во внутреннюю память контроллера P3, счетчик обнуляется. Происходит обработка информации и построение условно-аппроксимирующей функции. Условно-аппроксимирующая функция ищется в виде Tn=a·ln(Tu)+b (1), возможно использование линейной аппроксимирующей функции в виде Tn=a·(Tu)+b (2). Выбор условно-аппроксимирующей функции обусловлен тем, что реальная статическая характеристика, отражающая зависимость длительности верхней полуволны Tn управляемой переменной от длительности управляющего импульса Tu, наилучшим способом описывается именно логарифмической функцией. Измеренные данные (Tu1, Tn1, Tn2, Tu2) извлекаются из внутренней памяти контроллера P1, P2, P3. Коэффициенты a и b находятся из систем уравнений (1) и (2) по формулам (9) или (10).After the input signal y moves to the lower position, the timer-counter is switched on in counter mode. The counter stops when switching the position of the input signal from the lower to the upper, while the event at the output sets the upper position. The value of the counter T n2 is recorded in the internal memory of the controller P3, the counter is reset. Information processing and construction of a conditionally approximating function are taking place. A conditionally approximating function is sought in the form T n = a · ln (T u ) + b (1), it is possible to use a linear approximating function in the form T n = a · (T u ) + b (2). The choice of the conditionally approximating function is due to the fact that the real static characteristic, which reflects the dependence of the duration of the upper half-wave T n of the controlled variable on the duration of the control pulse T u , is described in the best way by the logarithmic function. The measured data (T u1 , T n1 , T n2 , T u2 ) are extracted from the internal memory of the controller P1, P2, P3. Coefficients a and b are found from systems of equations (1) and (2) by formulas (9) or (10).

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000003
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000005
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000007
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000009
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

После вычисления коэффициентов a и b, вычисляется значение Tu3 в некоторой ε-окрестности точки оптимума Tu0 (ε=k·Tn1, где k - коэффициент качества адаптации 0≤n≤1). Номинальный режим работы в точке оптимума подразумевает подачу сигнала управления u такой длительности Tu0, при которой Tn=0. В реальности оптимум труднодостижим поскольку точка оптимума из-за внешних воздействий плавает. Поэтому стремление к точке оптимума в условиях минимума информации может привести к выходу процесса из автоколебательной устойчивости. После этого по формуле 11 вычисляется значение коэффициента адаптации l. Выполнение переходит к этапу 5.After calculating the coefficients a and b, the value of T u3 is calculated in some ε-neighborhood of the optimum point T u0 (ε = k · T n1 , where k is the adaptation quality factor 0≤n≤1). The nominal operating mode at the optimum point implies the supply of a control signal u of such duration T u0 at which T n = 0. In reality, the optimum is difficult to reach because the optimum point is floating due to external influences. Therefore, the desire for an optimum point in conditions of a minimum of information can lead to the process coming out of self-oscillating stability. After that, according to formula 11, the value of the adaptation coefficient l is calculated. Execution proceeds to step 5.

Этап 5Stage 5

После изменения позиции входного сигнала y с нижней на верхнюю управляющий сигнал u устанавливается в верхнюю позицию, таймер-счетчик обнуляется и запускается в режиме таймера на время l·Tu1, по прошествии которого осуществляется программное прерывание от таймера, позиция управляющего сигнала и переводится в нижнюю, значение таймера обнуляется, таймер запускается вновь на время (m1-l)·Tu1. В течение этого времени микроконтроллер опрашивает состояние входа и в случае изменения позиции входного сигнала y с верхней на нижнюю таймер обнуляется в случае, если ячейка внутренней памяти P4 пуста выполнение переходит к этапу 6, в ином случае - к этапу 7. Если изменения не произошло, коэффициент адаптации увеличивается l:=l+2Δ, значение таймера сбрасывается.After changing the position of the input signal y from the lower to the upper, the control signal u is set to the upper position, the timer counter is reset and starts in timer mode for a time l · T u1 , after which a program interrupt from the timer is performed, the position of the control signal is transferred to the lower , the timer value is reset, the timer starts again for the time (m 1 -l) · T u1 . During this time, the microcontroller polls the input state and, if the position of the input signal y changes from the upper to the lower timer, it is reset to zero if the internal memory cell P4 is empty, execution proceeds to step 6, otherwise, to step 7. If the change has not occurred, the adaptation coefficient increases l: = l + 2Δ, the timer value is reset.

Выполнение возвращается к началу этапа 5.Execution returns to the beginning of step 5.

Этап 6Stage 6

После изменения положения входного сигнала у с верхнего на нижнее, таймер-счетчик включается в режиме счетчика, останов происходит при изменении фронта входного сигнала y с 0 на 1. Сигнал управления и устанавливается в верхнюю позицию. Из ячейки внутренней памяти P2 извлекается значение Tn1. Текущее значение таймера-счетчика Tn3 сравнивается с k·Tn1 (где k - коэффициент качества адаптации). Если Tn3>k·Tn1 и на предыдущем этапе не происходила перенастройка l, то значение l уменьшается на величину шага l:=l-Δ, выполнение возвращается к этапу 5. Если Tn3>k·Tn1, но на предыдущем этапе происходила перенастройка l, то выполнение возвращается к этапу 5. Если Tn3≤k·Tn3 и на предыдущем этапе не происходила перенастройка l, то текущее значение таймера счетчика сохраняется в P4, а выполнение возвращается к этапу 5. Если Tn3≤k·Tn1, но на предыдущем этапе происходила перенастройка l, то выполнение возвращается к этапу 5.After changing the position of the input signal y from upper to lower, the timer-counter is switched on in counter mode, stopping occurs when the edge of the input signal y changes from 0 to 1. The control signal is set to the upper position. The value of T n1 is extracted from the internal memory cell P2. The current value of the timer-counter T n3 is compared with k · T n1 (where k is the adaptation quality factor). If T n3 > k · T n1 and l was not reconfigured at the previous stage, then the value of l decreases by the value of step l: = l-Δ, execution returns to step 5. If T n3 > k · T n1 , but at the previous stage the l was reconfigured, then execution returns to step 5. If T n3 ≤k · T n3 and at the previous stage the l did not reset, then the current counter timer value is stored in P4, and execution returns to step 5. If T n3 ≤k · T n1 , but at the previous stage there was a reconfiguration of l, then execution returns to step 5.

Этап 7Stage 7

Во время исполнения этого этапа непрерывно опрашивается положение позиции входного сигнала y, при изменении которой с нижней на верхнюю происходит очистка ячейки внутренней памяти P4 и переход к выполнению этапа 5. Из внутренней ячейки памяти Р4 извлекается значение Tn3. Таймер-счетчик включается в режиме таймера на время m·Tn3. После истечения этого времени положение позиции выходного каскада переводится в верхнюю позицию. Из ячейки внутренней памяти P1 извлекается значение Tu1.Таймер обнуляется и запускается в режиме отсчета времени l·(l-m)·Tu1 (фиг.8), по прошествии которого управляющее воздействие и переводится в нижнюю позиции, таймер останавливается и обнуляется. Выполнение переходит к этапу 5. Графическое пояснение этапа 7 на (фиг.8).During the execution of this stage, the position of the position of the input signal y is continuously interrogated, when changing from the lower to the upper, the cell of the internal memory P4 is cleared and the process proceeds to step 5. The value T n3 is extracted from the internal cell of the memory P4. The timer counter is switched on in timer mode for a time m · T n3 . After this time, the position of the output stage position is moved to the upper position. The value of T u1 is extracted from the internal memory cell P1. The timer is zeroed and started in the time counting mode l · (lm) · T u1 (Fig. 8), after which the control action is transferred to the lower position, the timer stops and is reset. The execution proceeds to step 5. A graphical explanation of step 7 in (Fig. 8).

При останове объекта управления 10 выполнение алгоритма переходит к начальному этапу.When the control object 10 is stopped, the execution of the algorithm proceeds to the initial stage.

Достигаемый технический результат заключается нахождении управляющего воздействия такой длительности, которое уменьшает длительность полуволн автоколебаний, что приводит к уменьшению амплитуды автоколебаний и энергосбережению.The technical result achieved is to find a control action of such a duration that reduces the half-wave length of self-oscillations, which leads to a decrease in the amplitude of self-oscillations and energy saving.

Claims (2)

1. Микропроцессорная двухпозиционная система регулирования, содержащая последовательно соединенный задатчик, релейный элемент с двумя управляющими обмотками, причем первая из них связана с выходом задатчика, адаптивный регулятор, исполнительное устройство, объект управления и датчик соединенный своим выходом со второй обмоткой релейного элемента, отличающаяся тем, что в структуру системы введен интеллектуальный регулятор, все элементы которого связаны по питанию с блоком питания, состоящий из противодребезговой схемы, вход которой является одновременно входом адаптивного регулятора, соединенного с выходом релейного элемента, а выход со входом микроконтроллера, связанного своим выходом с входом выходного каскада, представляющего собой усилитель мощности, выход которого является одновременно, выходом адаптивного регулятора, связанного с исполнительным устройством.1. Microprocessor on-off control system containing a serially connected master, a relay element with two control windings, the first of which is connected to the output of the master, an adaptive controller, actuator, control object and a sensor connected by its output to the second winding of the relay element, characterized in that an intelligent controller has been introduced into the system structure, all of whose elements are connected by power to a power supply unit, consisting of an anti-bounce circuit, the input of which I is simultaneously the input of the adaptive controller connected to the output of the relay element, and the output with the input of the microcontroller connected by its output to the input of the output stage, which is a power amplifier, the output of which is simultaneously the output of the adaptive controller associated with the actuator. 2. Способ автоматического двухпозиционного регулирования, основанный на адаптации длительности управляющего воздействия с постоянным шагом Δ, к текущей нагрузке объекта управления с использованием двухпозиционных сигналов на выходе и на входе адаптивного регулятора, отличающийся тем, что введенная с помощью микроконтроллера, входящего в структуру адаптивного регулятора, условно-аппроксимирующая функция форсирует процесс адаптации, позволяя вычислить значение длительности импульса Тu3 на начальном этапе регулирования в некоторой ε окрестности точки оптимума Тu0, и соответственно начать адаптацию с этого значения, причем адаптация управляющего воздействия длится до тех пор, пока текущее значение верхней полуволны не станет меньше начального значения полуволны, умноженного на коэффициент качества адаптации k, после чего логика управления исполнительным устройством с помощью выходного сигнала регулятора состоит в следующем: если регулируемая переменная пересекает линию задания сверху вниз, то длительность воздействия адаптированного выходного сигнала управления, поданного на исполнительное устройство, определяется интервалом времени l·Tul, где l - коэффициент адаптации, a Tul - длительность нижней полуволны автоколебательного режима при двухпозиционном регулировании, если же пересечение линии задания регулируемой переменной происходит снизу вверх, то исполнительное устройство включается по прошествии интервала m·Тn3 на импульс предварения l·(l-m)·Tul, где m - коэффициент отношения номинальной нагрузки к реальной, Tnl - длительность верхней полуволны автоколебательного режима при двухпозиционном регулировании. 2. The method of automatic on-off regulation, based on adapting the duration of the control action with a constant step Δ, to the current load of the control object using on-off signals at the output and at the input of the adaptive controller, characterized in that it is introduced using a microcontroller included in the structure of the adaptive controller, the conditionally approximating function forces the adaptation process, allowing us to calculate the value of the pulse duration T u3 at the initial stage of regulation in some ε neighborhood of the optimum point T u0 , and accordingly start adaptation from this value, and the adaptation of the control action lasts until the current value of the upper half-wave becomes less than the initial half-wave value multiplied by the adaptation quality factor k, after which the control logic of the actuator using the output of the controller is as follows: if the adjustable variable crosses the reference line from top to bottom, then the duration of exposure of the adapted control output signal I, applied to the actuator, is determined by the time interval l · T ul , where l is the adaptation coefficient, and T ul is the duration of the lower half-wave of the self-oscillating mode with on-off regulation, if the intersection of the task line of the adjustable variable occurs from the bottom up, then the actuator turns on after the interval m · T n3 per anticipation pulse l · (lm) · T ul , where m is the ratio of the nominal load to the real one, T nl is the duration of the upper half-wave of the self-oscillating mode with a two-position walking
RU2010121193/08A 2010-05-25 2010-05-25 System of adaptive two-position control RU2430398C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010121193/08A RU2430398C1 (en) 2010-05-25 2010-05-25 System of adaptive two-position control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010121193/08A RU2430398C1 (en) 2010-05-25 2010-05-25 System of adaptive two-position control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2430398C1 true RU2430398C1 (en) 2011-09-27

Family

ID=44804247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010121193/08A RU2430398C1 (en) 2010-05-25 2010-05-25 System of adaptive two-position control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430398C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498386C1 (en) * 2012-06-22 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Method for adaptive two-position control

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAMПЕ-HEMM A.A. Автоматическое двухпозиционное регулирование. - М.: Наука, 1967, с.6-7. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498386C1 (en) * 2012-06-22 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Method for adaptive two-position control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gong et al. Robust hierarchical control mechanism for aggregated thermostatically controlled loads
US7956596B2 (en) Voltage control for electric power systems
KR20070107019A (en) Switching power converter employing pulse frequency modulation control
EP1742337A3 (en) Method and apparatus for conditional response to a fault condition in a switching power supply
CN102427296B (en) Switching mode regulator of low quiescent current
CN102315043B (en) Double-closed-loop feedback-control module
CN107834849B (en) Switching power supply control circuit and control method
RU2430398C1 (en) System of adaptive two-position control
CN104426360A (en) Regulation circuit for a charge pump and method of regulation
CN102287572A (en) Pulse control method of intelligent valve positioning device
CN106533222B (en) PSM high-voltage power supply system and feedback control implementation method thereof
US20020005501A1 (en) Actuator control device
Hensel et al. An adaptive PI controller for room temperature control with level-crossing sampling
CN111505968A (en) Self-adaptive synchronous switch control system, method, equipment and storage medium
CN102577005A (en) Semiconductor integrated circuit, electronic apparatus provided with the semiconductor integrated circuit, and method for controlling the electronic apparatus
KR20220104215A (en) Voltage detection and adaptation method, device control method, apparatus, and storage medium
CN109597300A (en) Electromagnetic switch life cycle management self-adaptation control method based on closed loop RBR technology
CN106602862B (en) Audio noise correction method, controller and voltage converter thereof
RU173607U1 (en) DEVICE FOR CONTROLLING HIGH-FREQUENCY INDUCTION INSTALLATION
JP2019017226A (en) Voltage control program, voltage control server, voltage control system, and method
King et al. Intelligent hybrid industrial control
CN112684699B (en) Variable amplitude constraint control method for supercritical unit operation and supercritical unit
JPH09182295A (en) Power factor improvement device
Wang et al. Temperature control of heat exchange station based on ITGC
Mochizuki et al. Dynamic behavior analysis of PWM chopper system with triangular reference voltage

Legal Events

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

Effective date: 20180526