SU1174902A1 - Адаптивна система управлени - Google Patents

Abstract

1.АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ , содержаща  последовательно соединенные задатчик, сравнивающий элемент и экстремальный регул тор, подключенный выходом к входу объекта управлени , состо п{его из последовательно соединенных опережающего и инер- ционного звеньев, аналого-цифровой преобразователь, соединенный первым входом с выходом объекта управлени , последовательно соединенные блок определени  коэффициентов усилени , первый цифроаналоговый преобразователь и первое форсирующее звено, подключенное вторым входом к выходу опережающего звена объекта и к первому -входу второго форсирующего звена , соединенного вторым входом с первым входом первого форсирующего звена , причем второе форсирующее звено соединено выходом с вторым входом сравнивающего элемента,третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходу объекта управлени  и к аналоговому выходу блока моделировани  запаздывани , отличающа с  тем, что, с целью расширени  области применени  и повышени  точности, в нее введены блок определени  запаздывани , двоичный счетчик адреса и дешифратор, подключенный выходом к шине сброса двоичного счетчика адреса , информационные выходы которого соединены с первым выходом блока определени  запаздывани  и первым входом блока моделировани  запаздывани . Второй вход которого подключен к выходу двоичного счетчика адреса и первому входу -дешифратора, соединенного вторым входом с вторым входом блока определени  запаздывани , ана с логовый выход блока моделировани  запаздывани  подключен к. первому вхо (Л ду блока определени  запаздывани , С второй вход которого соединен с выходом объекта управлени , дискретный выход блока моделировани  запаздывани  подключен к второму входу блока определени  коэффициентов, выход аналого-цифрового преобразова: тел  соединен с третьим входом блока моделировани  запаздьшани , а выход первого форсирующего звена соединен с вторьм входом аналого-цифрового преобразовател . 2. Система по п..1, отличающа с  тем, что блок.моделировани  запаздьшани  содержит последовательно соединенные формирователь, запоминающее устройство и второй цифроаналоговый преобразователь, причем вход формировател   вл етс  первым входом блока моделировани  запаздывани , второй и третий входы запоминающего устройства  вл ютс  соответственно вторым и третьим входами блока моделировани  запаздывани , выход второг

Description

цифроаналогового преобразовател   в- запоминающего устройства  вл етс  л етс  аналоговым выходом блока но- дискретным выходом блока моделироваделировани  запаздывани , а выход ни  запаздывани .

1174902

I

Изобретение относитс  к самонастраивающимс  системам управлени  и может быть использовано дл  автоматизации технологических процессов с посто нным и измен к цимс  в широком диапазоне запаздыванием и коэффициентом усилени , в частности дл  автоматизации управлени  тепловыми прО цессами энергоблоков.

Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение точности .

На фиг.1 приведена структурна  схема адаптивной системы управлени  где X - регулирующее воздействие; X - регулируема  величина; У, ос соответственно сигналы основной обратной .св зи, компенсации инерционности и упреждени  запаздывани ; О - оператор; на фиг.2 - схема определеии  запаздывани .

Система содержит задатчик 1 , сравнивающий элемент 2, экстремальный регул тор 3, объект 4 управлени , состо щий ИЗ опережающего 5 и инерционного 6 звеньев, аналогоцифровой преобразователь 7, блок 8 определени  коэффициентов усилени , цифроаналоговый преобразователь 9, первое и второе форсирующие звень  10 и 11,блок 12 моделировани  запаздывани , блок 13 определени  запаздывани , двоичный счетчик 14 адреса и дешифратор 15, образующие блок 16 регулировани .

Блок 12 моделировани  запаздывани  содержит формирователь 17,запоминающее устройство 18 и второй цифроаналоговый преобразователь 19.

Блок 13 определени  запаздывани  содержит первый усилитель 20, первый триггер 21, второй усилитель 22, второй триггер 23, второй дешифратор 24, счетчик 25, задатчик 2f запаздывани  и управл юищй генератор 27.

Система работает следующим образом .

Сложный объект, в частности, содержащий опережающее и инерционное звень , с достаточной степенью точности может быть аппроксимирован передаточными функци ми

оп

(1)

()( ТОПР -

-рГз

Ли - (г)

(( .1 где W(p)W; К„и.К„, Тр„и Т ; (,„ и (Э(,„ , Тд И Т - коэффициенты усилени , большие посто нные времени и меньшие посто нные времени, эквивалентные посто нные времени соответственно опережающего и инерционного звеньев 5 и 6 объекта; з врем  запаздывани  объекта.

Инерционность объекта обусловлен большой величиной эквивалентной посто нной времени инерционного участка объекта

(3)

Т,,ь, Т....+ 6.,

ин ин Из фиг.1 видно, что

X(P)XOC(P)X(P)W,«W,H; (4) X«ip)Xp(p)WonW,,, J (5)

(p)Xp(p4nW,2 (6)

где W и соответственно передаточные функции первого и второго форсирующих звеньев 10 и II.

Условие компенсации инерционности имеет вид

(7)

К V1 ин

при равенстве эквивалентных посто нных .

Второе форсирующее звено обычно  вл етс  моделью объекта или моделью части объекта. Из критери  оптимальной отработки внутренних возмущений f со стороны регулирующего органа передаточна  функци  второго форсирующего ззена 11 может быть выбрана, например, равной коэф фициенту усилени  инерционного участка 6 объекта, т.е. V2 Таким образом, адаптивна  подстройка параметров системы должна производитьс  в соответствииС выражени ми (7) и (8), При этом все неточности моделировани  запаздывани  , различные изменени  объекта при эксплуатации и несоответствие эквивалентных посто нных времени Относ тс  к несовпадению их коэффициентов усилени . Параметры собственно регул тора 3 могут быть оптимизированы, например , исход  из известного компенсационного метода, при котором э 2К э TH Топ где Кр и Т - коэффициент усилени  . врем  изодрома ПИ-регул тора. В исходном состо нии системой произведена отработка задани , поступающего с задатчика 1. При этом в блоке 13 определени  запаздывани  фиксируетс  код времени запаздывани  дл  модели 12 запаздывани . Это код задает цикл работы блоку 16 регулировани , формирующему с помощью двоичного счетчика 14 адреса и дещифратора 15 соответстви  набор адресов дл  запоминающего устройства 18 блока 12. Работа двоичного счетчика 14 адреса синхронизируетс  с работой запоминающего устройст ва 18 импульсами выхода опорной частоты блока 13 определени  запазд вани . В результате в каждом цикле по адресу, сформированному в двоичном счетчике 14, через формирователь 17 производитс  считывание информации , относ щейс  к моменту вре мени (t: -Тщ), котора  через цифро аналоговый преобразователь 19 подаетс  на второй (суммирующий) вход сравнивающего элемента 2. По окончании считывани  в за-аоминающее устройство 18 по этому адресу запис ваетс  нова  информаци , поступающа  на его информационные .входы с выходов aнaлoгo-цифpoвo o преобразовател  7. При следующем импульсе с выхода опорной частоты блока 13 определени  запаздывани  аналогичным образом по очередному адресу считываетс  информаци , относ ща с  к моменту времени (tj -Т) + Ту,, и т.д. до (tj- - tj,после чего начинаетс  следующий ()-й цикл. в блоке 13 определени  запаздывани  измер етс  величина запаздыва- ни  Tj, объекта дл  блока 12 по форму м («Г м )-м КоСпГм(п-1|| 1 где tj- величина запаздывани ,установленна  оператором в счетчике 25 через задатчик 26 перед началом работы; (n-l) и (п) - предыдущий и очередной циклы адаптации; М - модель . В блоке 13 определ етс  изменение значений C:;, tj , t и на его выходе фиксируетс  новое значение времени запаздывани . Это, в свою очередь, приводит к изменению текущего коэффициента пересчета двоичного счетчика 14 адреса, а-следовательно, времени Гд. Блок 7 определени  коэффициентов как в статике,так и в динамике, с частотой работы аналого-цифрового преобразовател  7 находит значение коэффициентов усилени  формирующих звеньев 10 и 11, которые подстраиваютс  через первый цифроаналоговый преобразователь 9. При этом в динамике за счет непрерывной адаптивной подстройки учитываютс  все различи  между объектом и моделью . . .... При изменении задани , при подаче единичного скачка или при возмущении работа системы осуществл етс  по трем контурам, причем система сохран ет высокое быстродействие и качество работы, так как обеспечиваетс  условие ее адаптации к изменению времени запаздьгоани  и коэффициента усилени ,  вл ющихс  основными параметрами объекта, независимо от причин,которые их вызывают.

Claims (2)

1.АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВ-

ЛЕНИЯ, содержащая последовательно соединенные задатчик, сравнивающий элемент и экстремальный регулятор, подключенный выходом к входу объекта управления,состоящего из последовательно соединенных опережающего и инерционного звеньев, аналого-цифровой преобразователь, соединенный первым входом с выходом объекта управления, последовательно соединенные блок определения коэффициентов усиления, первый цифроаналоговый преобразователь и первое форсирующее звено, подключенное вторым входом к выходу опережающего звена объекта и к первому -входу второго форсирующего звена, соединенного вторым входом с первым входом первого форсирующего звена, причем второе форсирующее звено соединено выходом с вторым входом сравнивающего элемента,третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходу объекта управления и к аналоговому выходу блока моделирования запаздывания, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, в нее введены блок определения запаздывания, двоичный счетчик адреса и дешифратор, подключенный выходом к шине сброса двоичного счетчика адреса, информационные выходы которого соединены с первым выходом блока определения запаздывания и первым входом блока моделирования запаздывания, бторой вход которого подключен к выходу двоичного счетчика адреса и первому входу дешифратора, соединенного вторым входом с вторым входом блока определения запаздывания, ана* _β лотовый выход блока моделирования $S запаздывания подключен к- первому входу блока определения запаздывания, второй вход которого соединен с выходом объекта управления, дискретный выход блока моделирования запаздывания подключен к второму входу блока определения коэффициентов, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с третьим входом блока моделирования запаздывания, а выход первого форсирующего звена соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя.

2. Система по п._1, отличающаяся тем, что блок.моделирования запаздывания содержит последовательно соединенные формирователь, запоминающее устройство и второй цифроаналоговый преобразователь, причем вход формирователя является первым входом блока моделирования запаздывания, второй и третий входы запоминающего устройства являются соответственно вторым и третьим входами блока моделирования запаздывания, выход второг

SU ,,.,1174902 цифроаналогового преобразователя является аналоговым выходом блока моделирования запаздывания, а выход запоминающего устройства является дискретным выходом блока моделирова ния запаздывания.