RU2549149C2 - Digital control method - Google Patents
Digital control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549149C2 RU2549149C2 RU2013117232/08A RU2013117232A RU2549149C2 RU 2549149 C2 RU2549149 C2 RU 2549149C2 RU 2013117232/08 A RU2013117232/08 A RU 2013117232/08A RU 2013117232 A RU2013117232 A RU 2013117232A RU 2549149 C2 RU2549149 C2 RU 2549149C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- error
- action
- control action
- discreteness
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области управления непрерывными технологическими процессами, в частности инерционными объектами с помощью вычислительных технических средств, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of control of continuous technological processes, in particular inertial objects using computing hardware, and can be used in chemical, petrochemical and other industries.
Уровень техникиState of the art
Известен способ управления с использованием регулятора, в котором задающее воздействие (задание) изменяют на величину по модулю большую, чем требуемая, с чередованием значений больших, чем требуемое задающее воздействие и меньших, чем требуемое задающее воздействие или без такового, с последующей установкой задающего воздействия на требуемое значение (международная заявка, опубликованная в соответствии с договором о патентной кооперации, номер WO 2012/091634 A1, 05.07.2012, G05B 11/00).A known control method using a controller in which the driving action (task) is changed by a magnitude greater than the required modulating value, alternating values greater than the desired driving influence and smaller than the required driving action or without it, followed by setting the driving action to required value (international application published in accordance with the patent cooperation agreement, number WO 2012/091634 A1, 07/05/2012, G05B 11/00).
Известный способ применительно к инерционным объектам не обеспечивает приемлемого качества управления, так как не предусматривает эффективные корректировки управляющего воздействия и не учитывает динамику объекта.The known method as applied to inertial objects does not provide an acceptable quality of control, since it does not provide for effective adjustment of the control action and does not take into account the dynamics of the object.
Известен также способ формирования ПИ-закона регулирования и диагностики автоматической системы, при котором входной сигнал, пропорциональный ошибке регулирования, интегрируют, получаемый при этом сигнал суммируют с входным сигналом и сумму масштабируют (формируют таким образом пропорционально-интегральное управляющее воздействие), определяют абсолютное значение входного сигнала и при превышении этим значением порогового уровня интегрируют разность входного сигнала и сигнала, пропорционального результату интегрирования, а с помощью анализа времен превышения порогового уровня формируют сигнал об аварийном состоянии системы (RU 2150727 C1, 16.06.1999, G05B 11/36) (прототип).There is also known a method of forming the PI-law of regulation and diagnostics of an automatic system, in which the input signal proportional to the control error is integrated, the resulting signal is summed with the input signal and the sum is scaled (thus forming a proportional-integral control action), determine the absolute value of the input the signal and when this threshold level is exceeded, the difference between the input signal and the signal proportional to the integration result is integrated, and with the help of Strongly assay times of threshold signal is formed on the emergency state of the system (RU 2150727 C1, 16.06.1999, G05B 11/36) (prototype).
Недостатком известного способа является невысокое качество управления инерционным объектом вследствие неэффективного формирования управляющего воздействия как при отработке возмущений, так и при изменении задания.The disadvantage of this method is the low quality control of the inertial object due to the ineffective formation of the control action both when practicing disturbances and when changing the task.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Цель изобретения - повышение качества управления инерционными объектами.The purpose of the invention is improving the quality of control of inertial objects.
Указанная цель достигается тем, что в отличие от известного технического решения, в предлагаемом способе цифрового управления корректируют коэффициент пропорциональной составляющей управляющего воздействия в зависимости от знака сигнала ошибки регулирования и знака его производной, изменяют коэффициент интегральной составляющей управляющего воздействия в зависимости от абсолютного значения сигнала ошибки регулирования, к управляющему воздействию прибавляют импульсную компенсирующую составляющую, определяемую по производной задающего сигнала, а интервалы дискретности отдельных составляющих выбирают в зависимости от динамических свойств объекта управления.This goal is achieved in that, in contrast to the known technical solution, in the proposed digital control method, the coefficient of the proportional component of the control action is corrected depending on the sign of the control error signal and the sign of its derivative, the coefficient of the integral component of the control action is changed depending on the absolute value of the control error signal , to the control action add a pulse compensating component, determined by the derivative for signal, and discrete intervals of the individual components are selected depending on the dynamic properties of the control object.
Описание чертежейDescription of drawings
На фиг.1 представлена структурная схема системы, реализующей предлагаемый способ.Figure 1 presents the structural diagram of a system that implements the proposed method.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Система, реализующая предлагаемый способ, содержит (см. фиг.1)объект управления 1, датчик 2 регулируемой переменной, формирователь задания 3 и управляющий контроллер 4. Контроллер реализует функциональные блоки: блок сравнения 5, блок умножения 6, блок 7 коррекции пропорциональной составляющей, интегрирующий блок 8, блок 9 коррекции интегральной составляющей, блок 10 импульсной компенсации и сумматор 11.The system that implements the proposed method contains (see Fig. 1) a
Система, реализующая предлагаемый способ, работает следующим образом.A system that implements the proposed method works as follows.
С помощью контроллера 4 осуществляется цифровое (с интервалом дискретности h0) регулирование переменной X объекта 1 по замеру от датчика 2 и получаемому заданию Y от блока 3. Ошибка регулирования E рассчитывается блоком 5:Using controller 4, digital (with a discrete interval h 0 ) regulation of the variable X of
Ei=Yi-Xi, E i = Y i -X i,
где i - номер цикла цифрового управления с интервалом дискретности h0.where i is the number of the digital control cycle with a discrete interval h 0 .
С помощью блока 6 определяется пропорциональная составляющая Р управляющего воздействия U:Using
Pi=Kn·Ei, P i = K n · E i,
где Kn - настроечный коэффициент, корректируемый с помощью блока 7 в n-м цикле с интервалом дискретности h1(h1≥h0):where K n - tuning factor, corrected using
причем настраиваемые константы K1>K2.and custom constants K 1 > K 2 .
С помощью блока 8 рассчитывается интегральная составляющая R управляющего воздействия U:Using
где Tj - настроечная постоянная времени интегрирования, корректируемая с помощью блока 9 j-м цикле с дискретностью h2(h2≥h0):where T j is the tuning constant of the integration time, corrected using
где q, T1, T2 - настраиваемые константы, причем T1<T2.where q, T 1 , T 2 are custom constants, with T 1 <T 2 .
С помощью блока 10 выдается в n-м цикле с интервалом дискретности h1 компенсирующая составляющая управляющего воздействия U в виде импульсов следующей длительности:Using
где Uимп - уровень импульса как допустимое значение компенсирующего воздействия;where U imp - pulse level as an acceptable value of the compensating effect;
D - настроечный коэффициент, зависящий от динамических свойств объекта 1.D - tuning factor, depending on the dynamic properties of
Управляющее воздействие определяется с помощью блока 11:The control action is determined using block 11:
Ui=Pi+Ri+Sn.U i = P i + R i + S n .
Увеличение пропорциональной составляющей при возрастании абсолютного значения ошибки (совпадении знаков ошибки и ее производной) позволяет уменьшить перерегулирования, снизить колебательность системы. Увеличение интегральной составляющей при малых значениях ошибки улучшает астатизм системы, снижает время регулирования. Импульсная компенсация изменений задающего сигнала существенно повышает быстродействие системы управления инерционным объектом. Сочетание всех составляющих цифрового управляющего воздействия, причем с разными интервалами дискретности, позволяет существенно повысить качественные характеристики управления инерционными объектами.An increase in the proportional component with an increase in the absolute value of the error (coincidence of the signs of the error and its derivative) allows one to reduce overshoot and reduce the system oscillation. An increase in the integral component at small error values improves the system astatism, reduces the regulation time. Pulse compensation of changes in the driving signal significantly increases the speed of the control system of the inertial object. The combination of all the components of the digital control action, and with different intervals of discreteness, can significantly improve the quality characteristics of the control of inertial objects.
Для реализации способа может использоваться, например, управляющий контроллер БАЗИС-21.2ЦУ или другой из серии БАЗИС® производства ЗАО «Экоресурс». To implement the method, for example, a BAZIS-21.2TSU control controller or another from the BAZIS ® series manufactured by Ecoresurs CJSC can be used.
Внедрение предлагаемого способа в серийно выпускаемых контроллерах серии БАЗИС® намечено на 2013 г.Implementation of the proposed method in commercially available BASIS® series controllers is scheduled for 2013.
Claims (1)
изменяют с дискретностью h2 постоянную времени интегральной составляющей в зависимости от абсолютного значения ошибки по формуле
и к управляющему воздействию прибавляют с дискретностью h1 импульсную компенсирующую составляющую с шириной импульса, определяемой пропорционально производной задающего сигнала Y по формуле Sn=D*(Yn-Yn-1)/Uимп с настроечным коэффициентом D и допустимым уровнем импульса Uимп. A method of digital control of an inertial object by generating a control error E i proportional to P i = K n * E i and the integral R i = R i-1 + E i * h 0 / T j of the control action components, determining the absolute value of the control error, characterized in that it is further adjusted with discreteness h 1 the coefficient of the proportional component depending on the signs of the error and its derivative according to the formula
change with discreteness h 2 the time constant of the integral component depending on the absolute value of the error by the formula
and to the control action, with a discreteness h 1, a pulse compensating component with a pulse width determined in proportion to the derivative of the driving signal Y is added according to the formula S n = D * (Y n -Y n-1 ) / U imp with a tuning factor D and an acceptable pulse level U imp
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117232/08A RU2549149C2 (en) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Digital control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117232/08A RU2549149C2 (en) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Digital control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013117232A RU2013117232A (en) | 2014-10-20 |
RU2549149C2 true RU2549149C2 (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53289678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013117232/08A RU2549149C2 (en) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Digital control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549149C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600024C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-10-20 | Закрытое акционерное общество "Экоресурс" | Method of cascade digital control |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3819999A (en) * | 1973-06-18 | 1974-06-25 | Bendix Corp | Closed loop control system including an integrator and limiting means therefore |
US4430698A (en) * | 1981-08-20 | 1984-02-07 | Harrel, Incorporated | Three-mode process control |
RU2103714C1 (en) * | 1996-12-17 | 1998-01-27 | Научно-исследовательский институт специального машиностроения | Method for automatic control of dynamic object |
RU2150727C1 (en) * | 1999-06-16 | 2000-06-10 | Малафеев Сергей Иванович | Method for production of proportional integration function for regulation and diagnostics of automatic system |
RU2156992C1 (en) * | 1999-12-06 | 2000-09-27 | Тульский государственный университет | Proportional-integral-derivative regulator with clipped output signals |
RU2157557C1 (en) * | 1999-07-02 | 2000-10-10 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Method and device to adjust cycle of oscillations of torsion pendulum |
UA49679U (en) * | 2009-10-30 | 2010-05-11 | Национальный Университет Водного Хозяйства И Природопользования | Pid-regulator with exchangeable calibration factors |
-
2013
- 2013-04-15 RU RU2013117232/08A patent/RU2549149C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3819999A (en) * | 1973-06-18 | 1974-06-25 | Bendix Corp | Closed loop control system including an integrator and limiting means therefore |
US4430698A (en) * | 1981-08-20 | 1984-02-07 | Harrel, Incorporated | Three-mode process control |
RU2103714C1 (en) * | 1996-12-17 | 1998-01-27 | Научно-исследовательский институт специального машиностроения | Method for automatic control of dynamic object |
RU2150727C1 (en) * | 1999-06-16 | 2000-06-10 | Малафеев Сергей Иванович | Method for production of proportional integration function for regulation and diagnostics of automatic system |
RU2157557C1 (en) * | 1999-07-02 | 2000-10-10 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Method and device to adjust cycle of oscillations of torsion pendulum |
RU2156992C1 (en) * | 1999-12-06 | 2000-09-27 | Тульский государственный университет | Proportional-integral-derivative regulator with clipped output signals |
UA49679U (en) * | 2009-10-30 | 2010-05-11 | Национальный Университет Водного Хозяйства И Природопользования | Pid-regulator with exchangeable calibration factors |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600024C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-10-20 | Закрытое акционерное общество "Экоресурс" | Method of cascade digital control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013117232A (en) | 2014-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017218937B4 (en) | Apparatus and method for controlling a device | |
US9102056B2 (en) | Control method and device for position-based impedance controlled industrial robot | |
US9829877B2 (en) | Servo control apparatus having function of displaying adjustment state in online automatic adjustment to control system | |
EP2985907B1 (en) | Motor drive device | |
US20160170400A1 (en) | Servo control device having automatic filter adjustment function based on experimental modal analysis | |
JP6140225B2 (en) | Motor control device having magnetic flux controller, machine learning device and method thereof | |
RU2011146472A (en) | DEVICE DEVICE AND METHOD FOR RESIDUE ANALYSIS FOR DETECTING SYSTEM ERRORS IN BEHAVIOR OF THE AIRCRAFT SYSTEM | |
US10338541B2 (en) | Machine learning to establish optimal filter for removing external noise without degrading responsivity | |
EP2386838A1 (en) | Coriolis flow meter | |
JP2007128318A (en) | State estimation method, state estimation device, state estimation system and computer program | |
JP6380650B2 (en) | Thickness control device for rolled material | |
WO2013189589A1 (en) | Method for operating a resonant measurement system | |
US9859836B2 (en) | Motor control constant calculation device | |
RU2549149C2 (en) | Digital control method | |
EP3220214A3 (en) | Control parameter tuning device and control parameter tuning method | |
CN101536305A (en) | Motor control device, and its control method | |
US20100277114A1 (en) | Apparatus for generating speed instruction for motor control | |
RU2491600C1 (en) | Method of generating digital/analogue adaptive signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method | |
RU2013150161A (en) | METHOD FOR FORMING ADAPTIVE CONTROL SIGNAL AND STABILIZING ANGULAR MOVEMENT OF AIRCRAFT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
DE102016003232A1 (en) | ENGINE DRIVE CONTROL AND METHOD FOR CONTROLLING A MOTOR | |
JP6466165B2 (en) | PID control apparatus, PID control method, and test apparatus equipped with PID control apparatus | |
CN105988487A (en) | Control device and control method | |
JP2008054448A5 (en) | ||
CN112236726B (en) | Adjustment assisting device for control device and adjustment device for control device | |
RU2568523C1 (en) | Method for automatic control with reversible actuating mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150606 |