RU2498386C1 - Method for adaptive two-position control - Google Patents
Method for adaptive two-position control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498386C1 RU2498386C1 RU2012126284/08A RU2012126284A RU2498386C1 RU 2498386 C1 RU2498386 C1 RU 2498386C1 RU 2012126284/08 A RU2012126284/08 A RU 2012126284/08A RU 2012126284 A RU2012126284 A RU 2012126284A RU 2498386 C1 RU2498386 C1 RU 2498386C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- duration
- adaptation
- value
- control
- control action
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматическому управлению, а именно к адаптивному двухпозиционному регулированию, и может быть использовано как при управлении бытовыми объектами (электропечи, холодильники), так и общепромышленными объектами (муфельные печи, промышленные холодильники).The invention relates to automatic control, namely to adaptive on-off control, and can be used both for controlling household objects (electric furnaces, refrigerators), and general industrial facilities (muffle furnaces, industrial refrigerators).
Известны способы двухпозиционного регулирования на основе прямой релейной характеристики, 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 a direct relay characteristic, 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, and a high level corresponds to finding the controlled variable above the reference line (A.A. Kampe-Nemm. Automatic on-off 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 deteriorates.
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, G05В 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, пат. №2158435 МПК7, G05В 11/18. Однако в этих способах адаптация проходит 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 пат. №2129726 МПК7, G05В 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 , G05В 11/16. The disadvantage of this method is the low rate of convergence due to the large number of iterations. A higher adaptation rate is achieved by assigning the inactive position to the average value of the effective and inactive value in the case of a run-out of the adjustable parameter outside the adaptation zone, US Pat. No. 2158435 IPC 7 , G05В 11/18. However, in these methods, adaptation takes place 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. In US Pat. No. 2129726 IPC 7 , G05В 11/54, 11/16 proposed 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.
Цель изобретения - ускорение процесса адаптации и улучшение параметров качества регулируемого процесса, приводящего к снижению энергопотребления объекта управления.The purpose of the invention is the acceleration of the adaptation process and the improvement of quality parameters of the regulated process, leading to a reduction in energy consumption of the control 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.
Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенном способе автоматического двухпозиционного регулирования колебательных процессов, основанным на адаптации длительности управляющего воздействия с изменяющимся шагом под текущую нагрузку объекта управления с использованием двухпозиционного сигнала на входе и на выходе регулятора, изменение шага производится итерационно в зависимости от скорости схождения процесса и приближения длительности верхней полуволны Тn2 к значению выражения (1+Tn1/Tu1)·k·Tn1, где Tn1, Tu1 - длительность верхней и нижней полуволны процесса в установившемся режиме при двухпозиционном регулировании, k - коэффициент, характеризующий требуемое качество адаптации, на следующем этапе адаптация происходит итерационно пошагово с величиной шага 1, с критерием качества Tn2≤k·Tn1, после чего управляющее воздействие представляет собой адаптированный выходной сигнал длительностью (1-0.01·k·l)·Tu2, где Тu2 - длительность управляющего воздействия, полученного на этапе адаптации с переменным шагом; l - коэффициент, полученный на этапе адаптации с постоянным шагом.This goal is achieved due to the fact that in the proposed method of automatic on-off regulation of oscillatory processes, based on adapting the duration of the control action with a varying step to the current load of the control object using a two-position signal at the input and output of the controller, the step is changed iteratively depending on the speed convergence of the process and approximation of the duration of the upper half-wave T n2 to the value of the expression (1 + T n1 / T u1 ) · k · T n1 , where T n1 , T u1 is the duration b the upper and lower half-waves of the process in the steady state with two-position control, k is the coefficient characterizing the required quality of adaptation, at the next stage the adaptation is iteratively step by step with a value of
При включении системы регулируемая переменная х', например температура, изменяется от своего исходного состояния до некоторого заданного значения х0, при этом на вход регулятора поступает высокий уровень входного сигнала у (логическая единица «1») при нахождении регулируемой переменной х' ниже заданного значения. На вход регулятора поступает низкий уровень входного сигнала у (логический ноль «0») при нахождении регулируемой переменной х' выше заданного значения:When the system is turned on, the controlled variable x ', for example, the temperature, changes from its initial state to a certain set value x 0 , while the input of the regulator receives a high level of the input signal y (logical unit "1") when the controlled variable x' is below the set value . The input of the controller receives a low level of the input signal y (logical zero "0") when the adjustable variable x 'is above the specified value:
Такой закон управления называется обратной релейной характеристикой (Рис.1). В не установившемся режиме производится ретрансляция значения входного сигнала х' на выход, т.е. u=х'. При таком регулировании динамика процесса представляет собой автоколебательный режим, причем амплитуда колебаний будет затухать до некоторого установившегося значения.Such a control law is called an inverse relay characteristic (Fig. 1). In the unsteady mode, the value of the input signal x 'is relayed to the output, i.e. u = x '. 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.
Предложенный способ подавления автоколебаний состоит в реализации следующих этапов.The proposed method for suppressing self-oscillations consists in the implementation of the following steps.
Этап 1. После выхода регулируемого параметра на установившийся автоколебательный режим, чему соответствует Tn11≤(1-k)-Tn10 (где k<1 - коэффициент, характеризующий требуемое качество адаптации; Тn11, Тn10 - длительность верхней полуволны текущего и предыдущего колебания (Рис.2)). Происходит ожидание изменения уровня входного сигнала y с низкого на высокий. После перехода входного сигнала y из состояния «0» в «1» на выходе (управляющий сигнал u) устанавливается высокий уровень и начинается подсчет длительности нахождения входного сигнала y в состояние «1» - Тu1. При изменении уровня входного сигнала y с высокого на низкий, что происходит при изменении знака полуволны х', подсчет Tu1 останавливается и производится подсчет длительности нахождения входного сигнала y в состояние «0» - Tn1, который останавливается при изменении уровня входного сигнала с низкого на высокий.
Этап 2. После перехода входного сигнала y из состояния «0» в «1» выходной сигнал u устанавливается в верхнюю позицию на длительность Тu2 (где начальное значение Tu2=(1-k)·Tu1), если в течение этого времени позиция входного сигнала изменяется на низкую, то выполнение алгоритма возвращается к измерению длительностей Tu1 и Tn1. После истечения Tu2 сигнал управления u переводится в нижнюю позицию и находится в ней в течение интервала (1+0.1-Tn1/Tu1)·(Tn1-Tu2) (увеличение времени ожидания обусловлено возможным замедлением скорости нарастания регулируемого параметра (Рис.3)). Если в течение этого времени изменения фронта входного сигнала с высокого на низкий не происходит, то значение Tu2:=(1+k)·Tu2, а выполнение переходит к этапу 3, в ином случае выполнение переходит к этапу 4.
Этап 3. Выходной сигнал u устанавливается в верхнюю позицию на время n·Tu1·k (где изначально n=2), после чего выходной сигнал u устанавливается в нижнюю позицию на время (1+0.1·Тn1/Тu1)·(Тu1-Тu2)/n. Если входной сигнал y в течение итерации изменился с «1» на «0», то m:=(l+n·k) исполнение переходит к этапу 2. В ином случае n:=n·2 и выполнение возвращается к началу этапа 3.Step 3. The output signal u is set to the upper position for the time n · T u1 · k (where initially n = 2), after which the output signal u is set to the lower position for the time (1 + 0.1 · T n1 / Т u1 ) · ( T u1 -T u2 ) / n. If the input signal y during the iteration has changed from “1” to “0”, then m: = (l + n · k) execution proceeds to
Этап 4. После перехода входного сигнала из состояния «1» в «0» производится измерение Tn - времени нахождения входного сигнала к нижней позиции, после чего производится вычисление коэффициента m:=Тn2/Тn1 (если величина m>1, то выполнение переходит к этапу 2, а m:=(1-k). Затем производится сравнение Tn с (1+Tn1/Tu1)·k·Tn1. Если Tn≤(1+Tn1/Tu1)·k·Tn1, то выполнение переходит к этапу 5, в ином случае Tu2:=(1+k)·Tu2 и выполнение возвращается к этапу 2.Stage 4. After the transition of the input signal from state “1” to “0”, T n is measured — the time the input signal was at the lower position, after which the coefficient m is calculated: = T n2 / T n1 (if m> 1, then execution proceeds to
Этап 5. После перехода входного сигнала y из состояния «0» в «1» выходной сигнал u переводится в верхнюю позицию на длительность Tu3:=(1-0.01·k·l)·Tu3 (где начальное значение Tu3=Tu2, т.е. длительности импульса, полученного в ходе режима настройки, а l - номер текущей итерации, изначально равный 1). После истечения интервала времени Tu3 выходной сигнал u переводится в нижнюю позицию на (1+0.1·Tn1/Tu1)·(Tu1-Tu3), если в течение этого времени изменения позиции входного сигнала y с «1» на «0» не происходит, то выполнение переходит к этапу 3. В ином случае измеряется Тn3 - время, в течение которого y находился в нижней позиции, и сравнивается с k·Tn1. Если Tn3>k·Tn1, то l:=l+1, в ином случае l:=l. Выполнение возвращается к началу этапа 5.Step 5. After the transition of the input signal y from the state “0” to “1”, the output signal u is transferred to the upper position for the duration T u3 : = (1-0.01 · k · l) · T u3 (where the initial value is T u3 = T u2 , i.e., the duration of the pulse received during the setup mode, and l is the number of the current iteration, initially equal to 1). After the expiration of the time interval T u3, the output signal u is shifted to the lower position by (1 + 0.1 · T n1 / T u1 ) · (T u1 -T u3 ) if during this time the position of the input signal y changes from “1” to “ 0 ”does not occur, then execution proceeds to step 3. Otherwise, T n3 is measured - the time during which y was in the lower position and compared with k · T n1 . If T n3 > k · T n1 , then l: = l + 1, otherwise l: = l. Execution returns to the beginning of step 5.
Графическое описание способа представлено в виде блок-схемы на Рис.4.A graphical description of the method is presented in the form of a flow chart in Fig. 4.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126284/08A RU2498386C1 (en) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | Method for adaptive two-position control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126284/08A RU2498386C1 (en) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | Method for adaptive two-position control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2498386C1 true RU2498386C1 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49683325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012126284/08A RU2498386C1 (en) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | Method for adaptive two-position control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2498386C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129726C1 (en) * | 1996-12-30 | 1999-04-27 | Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им.Д.И.Менделеева | Method for automatic two-position control |
RU2362198C1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) | Implementation method of two-position controller |
US7818093B2 (en) * | 2007-04-27 | 2010-10-19 | Dresser, Inc. | Controlling fluid regulation |
RU2430398C1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | System of adaptive two-position control |
-
2012
- 2012-06-22 RU RU2012126284/08A patent/RU2498386C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129726C1 (en) * | 1996-12-30 | 1999-04-27 | Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им.Д.И.Менделеева | Method for automatic two-position control |
US7818093B2 (en) * | 2007-04-27 | 2010-10-19 | Dresser, Inc. | Controlling fluid regulation |
RU2362198C1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) | Implementation method of two-position controller |
RU2430398C1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | System of adaptive two-position control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI477202B (en) | Methods and systems for controlling electric heaters | |
JP2011167059A5 (en) | ||
DE602004025707D1 (en) | Method and arrangement in an inverter for minimizing temperature fluctuations on the components | |
JP6140225B2 (en) | Motor control device having magnetic flux controller, machine learning device and method thereof | |
EP2753146A3 (en) | Induction heat cooking apparatus and method for controlling output level thereof | |
EA201991565A1 (en) | AEROSOL-GENERATING DEVICE, METHOD FOR MANAGING AEROSOL-GENERATING DEVICE AND PROGRAM | |
US20160056719A1 (en) | Power circuit and control method therefor | |
TW200741880A (en) | Temperature regulation method | |
CN107131756B (en) | The modified control method of ac arc furnace rise fall of electrodes real-time online | |
RU2498386C1 (en) | Method for adaptive two-position control | |
CN104633225A (en) | Drive and control circuit for fast solenoid valve | |
JP6295810B2 (en) | Load drive control device | |
JP4770498B2 (en) | Control device | |
WO2016188461A1 (en) | Magnetic bearing control method and control device | |
JPS596782A (en) | Speed control device for motor | |
JP6239370B2 (en) | Power supply apparatus and power consumption estimation method | |
DK2042951T3 (en) | Tuning of a regulator built into an AC drive | |
Wang et al. | Adaptive predictive functional control for networked control systems with random delays | |
TWI656438B (en) | Power supply and control method thereof | |
JP2018501761A5 (en) | ||
CN106555143A (en) | A kind of method of control zinc pot temperature | |
CN103825440A (en) | Control method for adjusting electromagnet stable state currents and ripples of electromagnetic attraction suspension system | |
EP3070831A3 (en) | Power frequency current converter and method for controlling the same | |
RU2568386C2 (en) | Method for self-tuning of pid control system | |
JP2004164432A (en) | Ac power control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180623 |