SU1140095A1 - Бинарна система управлени - Google Patents

Abstract

БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИ содержаща  последовательно соединен ные инерционный фильтр, первый блок умножени , объект управлени  и блок сравнени , вторым входом подключенным к выходу задатчика, а выходом к входам дифференциаторов, соединен ных как и выход блока сравнени  через соответствующие последовательно соединенные первые модульные элемен ты и первые усилители с входом первого сумматора, а через соответстx ltf « ( вующие вторые усилители - с входом второго сумматора, выход которого через релейный элемент соед1шен с первым входом инерционного фильтра, причем датчики внешних возмущений через соответствующие вторые нодульные элементы соединены с входами соответствзтощих третьих и четвертых усилителей, а выходы четвертых усилителей через третий сумматор соединены с вторым входом инерционного фильтра, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и улучшени  качества управле-г ни  системы, она содержит четвертый сумматор и последовательно соединенные второй блок умножени  и п тый усилитель, выходом подключенный к входу второго сумматора, первый вход второго блока умножени  соединен с первым входом первого блока умножени , а второй вход - с выходами первого сумматора и третьих усилителей и через чetвepтый сумматор - с вторым входом первого блока умножени .

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению, построено в рамках бинарных систем автоматического управлени  и применимо дл  управлени  линейными динамическими объектами при действии измер емых помех по нестационарным каналам и при произвольном неконтролируемом изменении параметров обтхекта в любых ограничен ных пределах. Изобретение ориентировано на обьекты , динамика которых описьшаетс  уравнением y(t)a(t)(t)+ ..,+a(t)y(t) U(t)H-dij(t)f (t)+ ...+d(t)f(t). где aj(t) (, .,., n), d;(t) ( 999 K/ . соответственно переменные параметры . объекта и переменные параметры нестационарных каналов воздействи  на объект внешних возмущений ), .. удовлетвор ющие услови м а a(t) а; ( / ..., п) d: €d(t) id| (, ..., k) JoJ где a. 5 d- - известные константы. Задача управлени  состоит в обес печении заданной точности регулировани , т.е. в сведении ошибки регулировани  где x(t)y(t)-y(t) , y(t) - задающее воздействие, до заданных рамеров /x(t)/i&, где fk выбранна  положительна  величина при произвольном начальном состо нии системы и при обеспечении малой зависимости динамических свойств управл емых процессов от параметров объекта, измен ющихс  в заданных пределах, и от воздействи  внешних сил. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  бинарна  система управлени  вынужденным движением с .координатно-параметрической обратной св зью l, содержаща  последовательно соединенные первый сумматор, блок у ножени , вторым входом подключенный к выходу инерционного фильтра, объект управлени , блок сравнени , второй вход которого соединен с .выходом задатчика, а выход - с входами дифференциаторов, выходы котор и выход блока сравнени  через соответствующие последовательно соединенные модульные элементы и первые усилители соединены с входом первого сзгмматоЕ)а, а через соответствующие вторые усилители - с входом второго сумматора, выход которого соединен через последовательно включенный релейный элемент с входом инерционного фильтра, второй вход которого подключен к выходу третьего сумматора, датчики внешних возмущений , выходы которых подключены к входу первого сумматора, через соответствующие четвертые усилители соединены с входом третьего сумматора. Недостатком известной системы автоматического управлени   вл етс  наличие высокочастотных колебаний сигнала управлени , что не обеспечивает достаточной надежн ости к качестварегулировани . Цель изобретени  - улучшение качества регулировани  и повышение надежности системы путем повьш1ени  плавности сигнала управлени  при действии измер емых помех по нестационарным каналам. Поставленна  цель достигаетс  тем, что система, содержаща  последовательно соединенные инерционный фильтр, первый блок умножени , объект управлени  и блок сравнени , вторым входом подключенным к выходу задатчика , а выходом - к входам дифференциаторов , соединенных как и вькод блока сравнени  через соответствзпющие последовательно соединенные первые модульные элементы и первые усилители с входом первог о сумматора, а через соответствующие вторые усилители - с входом второго сумматора, выход которого через релейный элемент соединен с первым входом инерционного фильтра, причем датчики в етних возмущений через соответствующие вторые модульные элементы соединены с входами соответствующих третьих и четвертых усилителей, а выходы четверть1х усилителей через третий сумматор соединены с вторым входом инерционного фильтра, содержит четвертый сумматор и последовательно соединенные второй блок умножени  и п тый усилитель, выходом подключенный к входу второго сумматора, первый вход второго блока умножени  соединен с первым входом первого блока умножени , а второй вход - с выходами первого сумматора и третьих усилителей и через четвертый сумматор с вторым входом первого блока умножени .

На фиг. 1 и 2 представлены схемы предлагаемой бинарной системы.

Hai схеме представлены объект управлени  1, задатчик 2, вырабатьгаающий сигнал yS(t)const, регул тор 3 контура координатной обратной св зи (КОС), вырабатьшающий сигнал управлени  и();), задатчик 4 контура координатно-параметрической обратной св зи с выходным сигналом x(t), регул тор 5 контура, формирующий сигнал /ZJ(t), регул тор 6 контура параметрической обратной св зи, формирующий сигнал c(t), блок сравнени  7, дифференциаторы 8it-.. .8;, , первые модульные элементы 9 , ... 9, первые усилители 10,-10у, первый сумматор 11, вторые усилители ,, второй сумматор 13, релейньм элемент 14, датчики возмущений , вторые модульные элементы 16 j- 16 , третьи усилители 1 7- - 17j,, четвертые усилители 18, третий сумматор 19, инерционный фильтр 20, четвертый сумматор 21, первый блок умножени  22; второй блок умножени  23.

Использование координатной и координатно-параметрической обратных св зей приводит к структурной схеме, где регул тор 5 контура координатно параметрической обратной св зи предназначен дл  компенсации ошибки этого контура 5(t), при этом в замкнутой системе могут возникать высокочастотные колебани  сигнала управлени  U(t). Природа этих колебаний заключена в том, что динамические характеристики задатчика 4 фиксированы , а динамика системы в процессе функционировани  мен етс  значительно , В св зи с этим предлагаетс  ввести р систему контур параметрической обратной св зи, которьш устанавливает соответствующую зависимость мезеду параметрами динамического задатчика c(t) и величиной сигнала fil(t). Один из эффектов от введени  указанной обратной св зи состоит в устранении высокочастотных колебаний сигнала управлени  U(t), С введением параметрической обратной св зи структзФна  схема замкнутой

системы приобретает вид представленньй на фиг. 1.

Работает предлагаема  система следующим образом.

Сигнал y5(t) с выхода задатчика сравниваетс  с сигналом y(t) с выхода объекта управлени  1 в блоке сравнени  7. Полученна  разность noteTynaeT непосредственно на вход первого модульного элемента 9, а на входы других первых модульных элментов 9, ..., 9 п через дифференциаторы соответствун цих пор дков 8,5, ..., 8 сигналы с выходов первых модульных элементов через соответствзтощие первые усилители 10/, ..., lOfi подаютс  на вход первого сумматора 11; сигнал с выхода блока сравнени  и сигналы с выходов диф .ференциаторов 8, . .., 8f,.j подаютс  через соответствующие вторые уси лители 12jj, ... 12j, на вход второго сумматора 13, на вход которого подаетс  через усилитель 12 сигнал с вновь введенного второго блока умножени  23. Полученна  сумма, представл юща  собой сигнал ошибки контура координатно-параметрической обратной св зи, подаетс  на вход релейного элемента 14, с выхода которого сигнал подаетс  на вход инерционного фильтра 20; сигналы с выходов датчиков возмущений 15, ...,15к подаютс  через соответствующие . вторые модульные элементы 16, ..., 16(( и третьи усилители 7ц, ..., 17) на вход четвертого сумматора 21, а с выходов вторых модульных элементов через соответствующие четвертые усилители ISj, ..., 18|c - на вход третьего сумматора 19, выходом подключенного к второму входу, инерцион- ;ного фильтра 20, сигнал с выхода которого подаетс  на входы первого 22 и второго 23 блоков умножени , второ вход первого блока умножени  22 при этом подключен к выходу четвертого сумматора 21, на вход которого поданы сигналы с выхода первого сумматора 11 и сигналы с выходов третьих усилителей 17, ..., 17j. С выхода первого блока умножени  22 сформированный сигнал управлени  U(t) поступает на объект управлени  1, второй вход второго блока умножени  23 подключен к выходу первого сумматора 1 1 .

Следует отметить, что используема  в предлагаемой системе параметрическа  обратна  св зь образована первым сумматором 11, вторым блоком умножени  23 и вторьм усилителем 12 Кроме того, предлагаемый способ введени  параметрической обратной св -зи отличаетс  от известного тем, что он требует дополнительно только один усилитель 12л вместо примен емьгх в известном п дополнительньпс усилителей .

Технико-экономический эффект предлагаемой системы управлени  вынужденным движением с координатной, координатно-параметрической и пара- метрической обратными св з ми состоит в том, что она гарантирует более высокое качество регулировани  по сравнению с известной системой за счет повышени  надежности системы

путем повьшени  плавности сигнала управлени , что достигаетс  путем введени  в систему управлени  вынужденным движением с координатной обратной св зью и координатно- параметрической обратной св зью параметрической обратной св зи, обеспечивающей устранение высокочастотных колебаний сигнала управлени  Результаты натурно-математического моделировани  показываютJ что использование предложенной системы дл  управлени  основностью шихты на доменной печи позвол ет обеспечить годовую экономи пор дка 100 тыс, руб в год на одну доменную печь. Указанный эффект достигаетс  за рчет снижени  удельного расхода кокса на 3 кг/т вьтлавл емого чугуна, повышени  производительности доменной печи на 0,5% и снижени  колебаний содержани  Si в вьшлавл емом чугуне на 0,005%,

Claims (1)

1. БИНАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая последовательно соединенные инерционный фильтр, первый блок умножения, объект управления и блок сравнения, вторым входом подключенным к выходу задатчика, а выходом к входам дифференциаторов, соединенных как и выход блока сравнения через соответствующие последовательно; соединенные первые модульные элементы и первые усилители с входом первого сумматора, а через соответст вующие вторые усилители - с входом второго сумматора, выход которого через релейный элемент соединен с первым входом инерционного фильтра, причем датчики внешних возмущений через соответствующие вторые модульные элементы соединены с входами соответствующих третьих и четвертых усилителей, а выходы четвертых усилителей через третий сумматор соединены с вторым входом инерционного фильтра, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения качества управлет ния системы, она содержит четвертый сумматор и последовательно соединенные второй блок умножения и пятый усилитель, выходом подключенный к входу второго сумматора, первый вход второго блока первым входом . ния, а второй вого сумматора и третьих усилителей и через четвертый сумматор - с вторым входом первого блока умножения.

   (19) умножения соединен с первого блока умножевход - с выходами пер-

   1 1140095 2