SU1200241A1 - Control system for object with time lag - Google Patents

Control system for object with time lag Download PDF

Info

Publication number
SU1200241A1
SU1200241A1 SU843705103A SU3705103A SU1200241A1 SU 1200241 A1 SU1200241 A1 SU 1200241A1 SU 843705103 A SU843705103 A SU 843705103A SU 3705103 A SU3705103 A SU 3705103A SU 1200241 A1 SU1200241 A1 SU 1200241A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
comparison unit
integrator
comparison
Prior art date
Application number
SU843705103A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Васильевич Емельянов
Виталий Павлович Авдеев
Леонид Павлович Мышляев
Сергей Константинович Коровин
Геннадий Алексеевич Арыков
Елена Викторовна Соловьева
Игорь Георгиевич Литвинцев
Original Assignee
Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
Московский институт стали и сплавов
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 Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе, Московский институт стали и сплавов filed Critical Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU843705103A priority Critical patent/SU1200241A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1200241A1 publication Critical patent/SU1200241A1/en

Links

Abstract

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ, содержаща  объект управлени , первый задатчик, последовательно включенные сумматор, первый блок сравнени , второй блок сравнени , первый интегратор, первьш регул тор , экстрапол тор, блок задержки , третий блок сравнени  и модель объекта без запаздывани , подключенна  выходом к первому входу сумматора , второй вход которого соединен с выходом объекта управлени , причем выход первого задатчика подключен к второму входу первого блока сравнени  j выход первого интегратора - к второму входу второго блока сравнени , выход первого регул тора - к второму входу третьего блока сравнени , выход экстрапол тора - к в-ходу объекта управлени , отличающа с  тем, что, с целью повьшени  точности системы, в нее введены второй задатчик , источник посто нного сигнала, последовательно включенные четвертый блок сравнени , второй интегратор, I квадратор, п тый блок сравнени , второй регул тор и шестой блок сравсл нени , выход которого соединен с с дополнительным входом первого интегратора , а второй вход - с выходом источника посто нного сигнала, выход второго задатчика подключен к второму входу п того блока сравнени , перю вый вход четвертого блока сравнени  соединен с выходом третьего блока сравнени , а второй вход - с выходом второго интегратора. 4LATE-CONTROLLED CONTROL SYSTEM, containing control object, first setter, series-connected adder, first comparison unit, second comparison unit, first integrator, first controller, extrapolator, delay unit, third comparison unit and object model without delay, connected to the output the first input of the adder, the second input of which is connected to the output of the control object, and the output of the first setter is connected to the second input of the first comparison unit j, the output of the first integrator - to the second input of second comparison unit, the output of the first controller to the second input of the third comparison unit, the output of the extrapolator to the run of the control object, characterized in that, in order to increase the accuracy of the system, a second setter, a constant signal source, the fourth comparison unit, the second integrator, the I quad, the fifth comparison block, the second controller and the sixth comparison block, the output of which is connected to the auxiliary input of the first integrator, and the second input to the output of a constant source, I was driving, output of the second set point is connected to the second input of the fifth comparison unit comparing peyruis vy fourth block input connected to the output of the third comparator block, and the second input - with the output of the second integrator. four

Description

Изобретение относитс  кавтоматическому управлению и регулированию и может быть использовано дл  построени  систем управлени  техническими объектами, содержащими значительные запаздывани  и подверженными вли нию неконтролируемых возмущений. Динамика объекта по каналам регулировани  в ограниченном диапазоне приращений к фактическому режиму управлени  описываетс  передаточной функцией W(p) |{El е- Wo(p)e- . (1) в которой L(p) и М(р) - полиномы от р, причем степень полинома Ь(р) не превьшает степень полинома М(р)}Т врем  запаздьшани . Характеристики возмущений существенно измен ютс  на интервале длительности . Задача управлени , заключаетс  в обеспечении инвариантности выходной величины объекта от неконтролируемых возмущений. Цель изобретени  - повышение точности системы. На чертеже представлена блок-схема системы управлени  объектом с запаздыванием. На чертеже прин ты обозначени : U(t) - управл ющее воздействие в t-й момент времени; Y(t) - выходна  величина (сигнал) объекта управлени  W(t) - неконтролируемое возмущение. Система управлени  содержит объект 1 управлени , зкстрапол тор 2, блок 3 задержки, третий блок 4 сравнени , модель 5 объекта запаздьшани  сумматор 6, первый регул тор 7, первый интегратор 8, второй блок 9 сравнени , первьй блок 10 сравнени  первый задатчик 11, четвертый блок 12 сравнени , шестой блок 13 сравнени , источник 14 посто нного сигнала , второй интегратор 15, второй регул тор 16, квадратор 17, п тый блок 18 сравнени , второй задатчик 19-. Модель 5 объекта без запаздьгоани  может быть представлена, например, в виде последовательного соединени  инерционных звеньев. Первый 7 и второй 16 регул торы, в частности, с пропорционально-интегральным законом регулировани , реализованы в виде параллельного соединени  интегратора и масготабирун цего блока. Экстрапол тор 2 представлен реальным фор сирующим звеном. Система управлени  объектом с запаздьшанием работает следующим образом . Выходной сигнал Y объекта управлени  алгебраически суммируетс  в. сумматоре 6 с выходным сигналом модели 5 объекта без запаздывани , в результате чего получаетс  сигнал Y о натурно-модельном выходе, которьй вычитаетс  в первом блоке 10 сравнени  из сигнала Y о заданном значении выходной величины, поступающего с задатчика 11. Сигнал об ошибке регулировани  поступает на фильтр низкой частоты, реализованнь й с помощью второго блока 9 сравнени  и первого интегратора 8, где вьщел етс  низкочастотна  составл юща  сигнала 8у, идуща  на первый регул тор 7. Первьм регул тором 7 вырабатываетс  управл ющее воздействие: U(t)ky .Sy(t)(t)dt, (2) где k р и Т„ - настроечные коэффициенты . Управл ющее воздействие U  вл етс  образцовым (требуемым) на момент времени (t-t), поэтому оно экстраполируетс  на врем  t в экстрапол торе 2 и подаетс  дл  реализации на объект 1 управлени . Выходной сигнал экстрапол тора 2 задерживаетс  на врем  i в блоке 3 задержки и затем вычитаетс  в третьем блоке 4 сравнени  из выходного сигнала U первого регул тора 7 . На выходе третьего блока 4 сравнени  получаетс  сигнал об ошибке экстрапол ции, который пересчитываетс  в модели 5 объекта управлени  и приращени  выходцого сигнала, поступающего на сумматор 6. Описанные блоки системы управлени  с второго по одиннадцатый образуют координатную обратную св зь. Остальные блоки с двенадцатого по дев тнадцатьй составл ют контур параметрической обратной св зи, предназначенный дл  регулировани  характеристик первого интегратора с целью получени  хорошо экстраполируемого выходного сигнала первого регул тора 7. Дл  этого сигнал S об ошибке экстрапол ции сглаживаетс  вторым фильтром низкой частоты, реализованным с помощью четвертого блока 12 сравнени  31 и второго интегратора 15, и возводитс  в квадрат в квадраторе 17, В итоге получаетс  сигнал о показателе ошибки зкстрапол ции. Этот сигнал вычитаетс  в п том блоке 18 сравнени  из выходного сигнала второго задатчика 19 о заданном значении показател  Сигнал рассогласовани  с выхода п того блока 18 сравнени  идет на второй регул тор 16, например, с пропорционально-интегральнЫм законом регулировани . Во втором регул торе 16 вырабатываетс  сигнал &-Т о параметрическом управл ющем воздействии, представл ющем изменени  значени  посто нной интегрировани  первого ин тегратора 8. Сигнал 5 Т вычитаетс  в шестом блоке 13 сравнени  из сигнала об :опорном значении Т посто нной времени интегрировани , поступающего 41 с выхода источника 14 посто нного сигнала. Значени  посто нных величин второго задатчика 19, источника 14 посто нного сигнала, а также настроечные коэффициенты второго регул тора .16 выбираютс  экспериментально . Таким образом, посто нна  времени интегрировани  первого интегратора 8 увеличиваетс , если увеличиваетс  ошибка экстрапол хщи, т;е, сигнал делаетс  более плавным и, следо вательно , лучше экстраполируемым. Если же ошибка экстрапол ции уменьшаетс , то посто нна  времени интегг рировани  также уменьшаетс , чтб увеличивает быстродействие фильтрд и всего контура координатной обрат- ной св зи.The invention relates to automated control and regulation, and can be used to build control systems for technical objects that contain significant delays and are subject to the influence of uncontrolled disturbances. The dynamics of an object along control channels in a limited range of increments to the actual control mode is described by the transfer function W (p) | {El e-Wo (p) e-. (1) in which L (p) and M (p) are polynomials from p, and the degree of the polynomial L (p) does not exceed the degree of the polynomial M (p)} T is the lag time. The perturbation characteristics vary substantially over the duration. The control task is to ensure the invariance of the object's output from uncontrolled perturbations. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the system. The drawing shows a block diagram of an object management system with a delay. In the drawing, the notation is accepted: U (t) is the control action at the t-th instant of time; Y (t) is the output value (signal) of the control object; W (t) is an uncontrolled disturbance. The control system contains a control object 1, an entrapment 2, a delay unit 3, a third comparison unit 4, a model 5 of a late object, an adder 6, a first controller 7, a first integrator 8, a second comparison block 9, a first comparison block 10, the first unit 11, the fourth a comparison unit 12, a sixth comparison unit 13, a constant signal source 14, a second integrator 15, a second controller 16, a quad 17, a fifth block 18 comparison, a second unit 19-. Model 5 of an object without retardation can be represented, for example, as a series connection of inertial links. The first 7 and second 16 controllers, in particular, with the proportional-integral control law, are implemented as a parallel connection of the integrator and the mass fabrication unit. Extrapolator 2 is represented by a real formative link. The object management system with the delay works as follows. The output Y of the control object is algebraically summed to. adder 6 with the output signal of the object model 5 without delay, resulting in a signal Y on the natural-model output, which is subtracted in the first comparison unit 10 from the signal Y on the set value of the output value received from the setting unit 11. The error signal of the control is fed to a low-pass filter implemented with the help of the second comparator unit 9 and the first integrator 8, where there is a low-frequency component of the signal 8y going to the first regulator 7. The first regulator 7 produces a control signal s: U (t) ky .Sy (t) (t) dt, (2) where k p and T "- tuning coefficients. The control action U is exemplary (required) at time (t-t), therefore, it is extrapolated for time t in extrapolator 2 and fed to the control object 1 for implementation. The output of the extrapolator 2 is delayed by the time i in block 3 of the delay and then subtracted in the third comparison block 4 from the output signal U of the first regulator 7. At the output of the third comparison unit 4, an extrapolation error signal is obtained, which is recalculated in the model 5 of the control object and the increments of the output signal fed to the adder 6. The described blocks of the control system from the second to the eleventh form a coordinate feedback. The remaining blocks from the twelfth to the nineteen form a parametric feedback loop designed to adjust the characteristics of the first integrator to obtain a well-extrapolated output of the first controller 7. To do this, the extrapolation error signal S is smoothed by a second low-pass filter implemented by the fourth unit 12 of the comparison 31 and the second integrator 15, and is squared in the quad 17; as a result, a signal is obtained on the error rate of extrapolation. This signal is subtracted in the fifth comparison block 18 from the output signal of the second setter 19 about the specified value. The error signal from the output of the fifth comparison block 18 goes to the second regulator 16, for example, with the proportional-integral control law. In the second controller 16, a & T signal is generated on the parametric control action representing changes in the constant integration value of the first integrator 8. The 5 T signal is subtracted in the sixth comparison unit 13 from the signal: the reference value T of the constant integration time, 41 coming from the output source 14 constant signal. The values of the constant values of the second setting device 19, the source of the 14 constant signal, as well as the tuning factors of the second regulator .16 are chosen experimentally. Thus, the integration time constant of the first integrator 8 increases if the error of the extrapolation increases, t; e, the signal becomes smoother and, therefore, better extrapolated. If the extrapolation error decreases, then the integration time constant is also reduced, which increases the speed of the filter and the entire coordinate feedback loop.

Claims (1)

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ, содержащая объект управления, первый задатчик, последовательно включенные сумматор, первый блок сравнения, второй блок сравнения, первый интегратор, первый регулятор, экстраполятор, блок задержки, третий блок сравнения и модель объекта без запаздывания, подключенная выходом к первому входу суммато- ра, второй вход которого соединен с выходом объекта управления, причем выход первого задатчика подключен к второму входу первого блока сравнения, выход первого интегратора - к второму входу второго блока сравнения,' выход первого регулятора - к второму входу третьего блока сравнения, выход экстраполятора - к входу объекта управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены второй задатчик, источник постоянного сигнала, последовательно включенные четвертый блок сравнения, второй интегратор, квадратор, пятый блок сравнения, второй регулятор И шестой блок сравнения, выход которого соединен с дополнительным входом первого интегратора,' а второй вход - с выходом источника постоянного сигнала, выход второго задатчика подключен к второму входу пятого блока сравнения, первый вход четвертого блока сравнения соединен с выходом третьего блока сравнения, а второй вход - с выходом второго интегратора.DELAYED OBJECT MANAGEMENT SYSTEM, comprising a control object, a first setter, an adder in series, a first comparison unit, a second comparison unit, a first integrator, a first controller, an extrapolator, a delay unit, a third comparison unit and a model of the object without delay connected by the output to the first input an adder, the second input of which is connected to the output of the control object, the output of the first setter being connected to the second input of the first comparison unit, the output of the first integrator to the second input of the second comparison unit, 'the output of the first controller is to the second input of the third comparison unit, the extrapolator output is to the input of the control object, characterized in that, in order to improve the accuracy of the system, a second setter, a constant signal source, and a fourth comparison unit are connected in series, second integrator, quadrator, fifth comparison unit, second regulator AND sixth comparison unit, the output of which is connected to an additional input of the first integrator, and the second input is with the output of a constant signal source, the output is second about the master is connected to the second input of the fifth comparison unit, the first input of the fourth comparison unit is connected to the output of the third comparison unit, and the second input to the output of the second integrator. SU .... 1200241SU .... 1200241 II
SU843705103A 1984-03-11 1984-03-11 Control system for object with time lag SU1200241A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843705103A SU1200241A1 (en) 1984-03-11 1984-03-11 Control system for object with time lag

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843705103A SU1200241A1 (en) 1984-03-11 1984-03-11 Control system for object with time lag

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1200241A1 true SU1200241A1 (en) 1985-12-23

Family

ID=21105196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843705103A SU1200241A1 (en) 1984-03-11 1984-03-11 Control system for object with time lag

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1200241A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Турецкий X. Анализ и синтез систем управлени с запаздыванием. М.: Машиностроение, 1974, с. 214. Авторское свидетельство СССР № 855607, кл. G.05 В 13/02, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1200241A1 (en) Control system for object with time lag
EP0329796A1 (en) Servo motor controller
GB1176832A (en) An Electronic PI Controller.
RU2012030C1 (en) System of automatic regulation for objects with delayed operations
SU1149215A1 (en) Adaptive control
JPS631604B2 (en)
SU805255A2 (en) Pneumatic device for delay compensation
JPS61190602A (en) Regulator
SU1126927A1 (en) Control system having coordinate-parameter feedback
SU855607A1 (en) Regulator
SU460529A1 (en) Variable adaptive controller
SU1179269A1 (en) Control system
JPS6244814A (en) Grating point positioning system for digital servo
JPH0372884B2 (en)
SU1120284A1 (en) Binary control system
SU1239686A1 (en) Control system for objects with delaying
SU1298711A1 (en) Control system
RU2047887C1 (en) Proportional integral-differential regulator
RU2105341C1 (en) Optimal regulator
SU1297008A1 (en) Adaptive control system for non-linear object,particularly,for shaft furnace
SU1280568A1 (en) Control system for objects with delaying
SU989667A2 (en) Device for limiting transfer of active power in intersystem communication
SU1432455A1 (en) Multifunction regulator
JPH05313704A (en) Adaptive controller
JPS59128603A (en) Process control device