SU1295365A1 - Control system for objects with delay - Google Patents

Control system for objects with delay Download PDF

Info

Publication number
SU1295365A1
SU1295365A1 SU853921114A SU3921114A SU1295365A1 SU 1295365 A1 SU1295365 A1 SU 1295365A1 SU 853921114 A SU853921114 A SU 853921114A SU 3921114 A SU3921114 A SU 3921114A SU 1295365 A1 SU1295365 A1 SU 1295365A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
delay
unit
model
input
output
Prior art date
Application number
SU853921114A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Павлович Мышляев
Original Assignee
Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
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 металлургический институт им.Серго Орджоникидзе filed Critical Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU853921114A priority Critical patent/SU1295365A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1295365A1 publication Critical patent/SU1295365A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Система регулировани  объекта с запаздыванием на входе и в состо ни х относитс  к области автоматического управлени  и регулировани . Цел-ь изобретени  - повышение точности регулировани . Система регулировани  содержит объект I регулировани , исполнительный блок 2, датчик 3, второй 4, третий 15 и первый 19 сумматоры, п тый 5, третий 7, второй 9, четвертый 13, первый 16 блоки задержки, вторуй 6 и первую 18 модели пр мого канала безThe control system of the object with a delay at the entrance and in the states is in the field of automatic control and regulation. The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation. The control system contains the control object I, the executive unit 2, the sensor 3, the second 4, the third 15 and the first 19 adders, the fifth 5, the third 7, the second 9, the fourth 13, the first 16 delay blocks, the second 6 and the first 18 of the direct model channel without

Description

:запаздывани , третий 8, четвертый 12, второй 17 и первый 22 блоки вычитани , вторую 10 и первую 14 моде ли рецикла без запаздывани , второй II и первый 20 экстрапол торы, регулирующий блок 21 и задатчик 23. В системе регулировани  с помощью моделей объекта оцениваетс  и экстра 1295365 : delays, third 8, fourth 12, second 17 and first 22 subtraction units, second 10 and first 14 models of recycling without delay, second II and first 20 extrapolators, regulating unit 21 and setting unit 23. In the control system using object models estimated and extra 1295365

полируетс  приведенное возмущение, а также исключаетс  отрицательное вли ние рецикла. Характеристическое уравнение системы не содержит запаздываний , что позвол ет увеличить коэффициенты регулирующего блока и повысить точность регулировани . 1 ил,reduced disturbance is polished, and the negative effect of recycling is eliminated. The characteristic equation of the system does not contain delays, which makes it possible to increase the coefficients of the regulating unit and improve the accuracy of the adjustment. 1 silt

1one

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано при автоматическом управлении объектами с рециклом, содержащими запаздывани  на входе, а также в пр мом и обратном рециркул ционной части и подверженными вли нию неконтролируемых возмущений и контролируе1Ф1х возмущений по заданному входу.The invention relates to automatic control and regulation and can be used for automatic control of recycled objects containing delays at the inlet, as well as in the forward and reverse recirculation parts and subject to the influence of uncontrolled disturbances and controlled 1f disturbances at a given input.

Динамика объекта по каналу регулировани  описываетс  передаточной функциейThe dynamics of the object along the control channel is described by the transfer function.

eiElei:eiElei:

cf (Р) -TiTp- ys -Tif t ye-- .- . Р-Р cf (P) -TiTp- ys -Tif t ye-- .-. РР

(1)(one)

где с (р) - передаточна  функци  пр мого канала рециркул ционной части объекта без учета запаздывани ; Cf (р) - передаточна  функци  вwhere c (p) is the transfer function of the forward channel of the recirculation part of the object without delay; Cf (p) - transfer function in

цепи положительной обратной св зи (обратном канале ) без учета запаздывани ;positive feedback (reverse channel) circuits without delay;

C i ogi o p - врем  запаздывани  соответственно на входе объекта , в пр мом и обратном каналах рециркул ционной части объекта. Параметры модели (1) практически не измен ютс  во времени, а неконтролируемые возмущени  имеют нестационарные статистические свойства. .Задача регулировани  заключаемс  в обеспечении инвариантности выходной координаты объекта от контролируе- N&1X и неконтролируемых возмущений. Примером указанных объектов  вл ютс  барабанные гранул торы цехов подготовки шихты металлургических предпри тий . C i ogi o p is the lag time, respectively, at the input of the object, in the forward and reverse channels of the recirculation part of the object. The parameters of model (1) are practically unchanged in time, and uncontrolled disturbances have nonstationary statistical properties. The purpose of the regulation is to ensure the invariance of the output coordinate of the object from the controlled N & 1X and uncontrolled perturbations. An example of these objects is the drum granulators of the charge preparation departments of metallurgical enterprises.

Цель изобретени  - повышение точности регулировани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation.

На чертеже представлена блок-схема системы регулировани  (где U(t) - регулирующее воздействие в t-й момент времени; y(t) - выход объекта регулировани ; (О (t) - неконтролируемое возмущение).The drawing shows a block diagram of the control system (where U (t) is the regulating influence at the t-th moment of time; y (t) is the output of the control object; (O (t) is an uncontrolled disturbance).

Система регулировани  объекта с запаздыванием на входе и в состо ни х содержит объект 1 регулировани  , исполнительный блок 2, датчик 3, второй сумматор 4, п тый блок 5 задержки, вторую модель 6 пр мого канала без запаздывани , третий блок 7 задержки, третий блок 8 вычитани , второй блок 9 задержки, вторую модель 10 рецикла без запаз дывани , второй экстрапол тор 11, четвертый блок 12 вычитани , четвертый блок 13 задержки, первую модель 14 рецикла без запаздывани , третий сумматор 15, первый блок 16 задержки, второй блок 17 вычитани , первую модель 18 пр мого канала без запаздывани , первый сумматор 19, первый экстрапол тор 20,-регулирующий блок 21, первый блок 22 вычита-- ни , задатчик 23. The control system of the object with a delay at the input and in the states contains the object 1 control, the executive unit 2, the sensor 3, the second adder 4, the fifth block 5 delay, the second model 6 forward channel without delay, the third block 7 delay, the third block 8 subtractors, second delay unit 9, second non-delayed recycling model 10, second extrapolator 11, fourth subtraction unit 12, fourth delay unit 13, first late recycling model 14, third adder 15, first delay block 16, second block 17 subtraction, first model 18 pr th channel without lag, the first adder 19, first extrapolation torus 20 -regulates unit 21, the first block 22 vychita-- audio, dial 23.

Модели 6,10, 14 и 18 пр мого канала и рецикла без запаздывани  пред- тавлены, например, в виде последовательного соединени  инерционных звеньев. Регулирующий блок 21, в частности, с пропорционально-интегральным законом регулировани  реализован в виде параллельного соединени  интегратора и масштабирующего блока. Экстрапол торы 1I и 20 представлены реальными форсирующими звень ми. В качестве исполнительногоModels 6, 10, 14, and 18 of the forward channel and non-delay recycle are presented, for example, as a series connection of inertial links. The control unit 21, in particular, with the proportional-integral control law, is implemented as a parallel connection of the integrator and the scaling unit. Extrapolators 1I and 20 are represented by real forcing links. As an executive

блока 2 может служить, например, весовой дозатор непрерывного дей стви , а в качестве датчика 3 - весоизмеритель непрерывного действи  .Unit 2 can be, for example, a continuous weighing dispenser, and as a sensor 3, a continuous weighing instrument.

Предлагаема  система работает следующим образом.The proposed system works as follows.

Регулирующее воздействие, вырабатываемое регулирующим блоком 21 в замкнутом через первую модель 18 пр мого канала без запаздывани  контуре, экстраполируетс  первым экстрапол тором 20 на врем  (С - Из экстраполированного регулирую- ;Щвго воздействи  исключаетс  в четвертом блоке 12 вычитани  прогноз эффекта рецикла. Этот прогноз состоит из преобразованной в первой модели 14 рецикла без запаздывани  экстраполированной оценки неконтролируемого возмущени  со (t) , получаемого на выходе второго экстра- пол тора И, и эффекта регулирующего воздействи  с выхода второй модели 6 пр мого канала без учета запаздывани . Ощибка экстрапол ции регулирующего воздействи  пересчитываетс  в. первой модели 18 пр мого канала без запаздывани  в приращени  выходной переменной объекта и алгебраически суммируетс  с ней в первом сумматоре 19.The control action produced by the control unit 21 in the loop closed through the first model 18 of the forward channel without delay is extrapolated by the first extrapolator 20 for the time (C - The control effect is excluded from the extrapolated control; 12 in the subtraction unit 12, the recycling effect forecast. This prediction consists from the recycle converted in the first model 14 without delay of the extrapolated estimate of the uncontrolled perturbation co (t) obtained at the output of the second extrapolar And, and the effect of regulating air Action from the output of the second model of the 6th direct channel without taking into account the delay. The extrapolation error of the regulating action is recalculated into the first model of the 18th forward channel without delaying in increments of the output variable of the object and algebraically summed with it in the first adder 19.

Дл  реализации описанного алгоритма функционировани  системы выхо y(t) объекта 1 регулировани  измер етс  датчиком 3 и полученный сигнал суммируетс  в первом сумматоре 19 .с выходным сигналом первой модели 18 пр мого канала без запаздывани . Выходной сигнал первого суматора 19 о натурно-модельном входе вычитаетс  в первом блоке 22 вычитани  из сигнала задатчика 23 о заданном значении выхода и поступает на вход регулирующего блока 21, например, с пропорционально-интегральным законом регулировани . Выходной сигнал регулирующего блока 21 экстраполируетс  на врем  запаздывани  на входе С,, объекта и в пр мом канале о рециркул ционной части, т.е. наС ч-Гр, и идет на вхо четвертого блока 12 вычитани  и на вход первого блока 16 задержки. Задержанный на врем  (С + Сд) в первом блоке 16 задержки сигнал вычитаетс  во втором блоке 17 вычитани  из выходного сигнала регул тора 21, и вIn order to implement the described algorithm of operation of the system, the output y (t) of the control object 1 is measured by the sensor 3 and the received signal is summed in the first adder 19 with the output signal of the first straight channel model 18 without delay. The output signal of the first adder 19 about the natural-model input is subtracted in the first subtraction unit 22 from the signal of the setting device 23 about the specified output value and is fed to the input of the regulating unit 21, for example, with the proportional-integral control law. The output of the regulating unit 21 is extrapolated for a lag time at the input C of the object and in the forward channel about the recirculation part, i.e. C oh-Gy, and goes to the input of the fourth subtraction unit 12 and to the input of the first delay unit 16. The delayed time (C + Cd) in the first block 16 of the delay is subtracted in the second block 17 subtraction from the output signal of the controller 21, and in

результате получаетс  сигнал об ошибке экстрапол ции регулирующего воздействи , который преобразуетс  первой моделью 18 пр мого канала без запаздывани  в сигнал корректировки выхода у(t).As a result, a signal is generated on the error of the extrapolation of the regulating action, which is converted by the first model 18 of the forward channel without delay to the output correction signal y (t).

Дл  оценив ани  неконтролируемого возмущени  О(t) сигнал с регулирующем воздействии U(t) преобразуетс  полной моделью объекта 1 регулировани , содержащей второй сумматор 4, п тый блок 5 задержки,To evaluate the uncontrolled disturbance O (t), the signal with the regulating action U (t) is transformed by the complete model of the control object 1 containing the second adder 4, the fifth delay unit 5,

вторую модель 6 пр мого канала без запаздывани , вторую модель 10 рецикла без запаздывани , второй блок 9 задержки и третий блок 7 задержки . В третьем блоке 7 задержкиa second model of the 6th forward channel without delay, a second model of 10 recycling without delay, a second delay unit 9 and a third delay unit 7. In the third block 7 delay

моделируетс  запаздывание Г на входе объекта, в четвертом блоке 5 задержки - t , а во втором блоке 9 задержки - о,. Выходной сигнал третьего блока 7 задержки обthe delay T is simulated at the input of the object, in the fourth block 5 the delay is t, and in the second block 9 the delay is o ,. The output signal of the third block 7 delay about

оценке y(t) без эффекта G3 (t) вычитаетс  в третьем блоке 8 вычитани  из сигнала датчика 3 о y(t), таким образом получаетс  сигнал об оценке со (t). Этот сигнал экстрапоthe evaluation of y (t) without the effect of G3 (t) is subtracted in the third subtraction unit 8 from the signal of the sensor 3 o y (t), thus a signal is obtained on the evaluation of co (t). This signal is extrap

лируетс  на врем  п вторым экстрапол тором 11 и суммируетс  в третьем сумматоре 15 с выходным налом второй модели 6 пр мого канала без запаздывани  о прогнозируемомis lumped by time with the second extrapolator 11 and summed up in the third adder 15 with the output of the second model of the 6th forward channel without lagging about the predicted

на врем  о эффекте регулирующего воздействи  U(t). Таким образом , на выходе третьего сумматора 15 получаетс  сигнал .yCt+ c) о прогнозируемом на врем  о значенииon the effect of the regulatory action U (t). Thus, at the output of the third adder 15, a signal is obtained .yCt + c) about the time predicted value

выхода y(t) объекта 1 регулировани . Сигнал yCt+ C n) преобразуетс  в первой модели 14 рецикла без запаздывани , задерживаетс  на врем  в четвертом блоке 13 за-output y (t) of the object 1 regulation. The signal yCt + C n) is converted in the first model of 14 recycling without delay, delayed by time in the fourth block 13 for

держки и вычитаетс  в четв1ертом бло- :ке 12 вычитани  из выходного сигна- 1ла первого экстрапол тора. За счет этого исключаетс  отрицательное вли ние рецикла объекта. Выходной сигналand subtracted in the fourth block: subtracting 12 from the output signal-1 of the first extrapolator. This eliminates the negative effect of recycling the object. Output signal

четвертого блока 12 вычитани  поступает на исполнительный блок 2, которым осуществл етс  изменение вещества или энергии, поступающей в объект 1 регулировани .the fourth subtraction unit 12 is supplied to the executing unit 2, which is used to change the substance or energy entering the control object 1.

Дл  анализа системы регулировани  объекта с запаздыванием на входе и в состо ни х записываем сначала операторное выражение выходного сигнала третьего сумматора 15To analyze the control system of the object with a delay at the input and in the states, first write the operator expression of the output signal of the third adder 15

У(р)эПР) У(Р)U (p) EPR) U (P)

))

1 -qj(p)e-P °. Cf (р)1 -qj (p) e-P °. Cf (p)

гдЬ fj2 Р- передаточна  функци  У(р)(р).gd fj2 P is the transfer function V (p) (p).

(3)(3)

второго экстрапол тора.Тогда при условии адекватностиsecond extrapol toor. Then, subject to the adequacy

При условии эа(р1 -6 , .модели .объекту получаем операторноеUnder the condition ea (p1-6, .model. Object, we obtain the operator

получаемвыражение дл  выхода объектаget the expression to exit the object

,(р) {Hf(p)l-f,, (р)е-Р( у(р)..JJ. , (p) {Hf (p) l-f ,, (p) e-P (y (p) .. JJ.

l + Cp(p)f(p) Ч ,(р) f,,(p)-f(p)l + Cp (p) f (p) ×, (p) f ,, (p) -f (p)

....,„.., . у (р ) ,...., „..,. y (p)

/ ч/ h

у (р)y (p)

1+Ч о(Р(Р1 + H o (R (R

где f(p), fg, (р) - передаточные функции соответствен- но регулирующего блока и первого экстрапол тора;where f (p), fg, (p) are the transfer functions of the respective regulating unit and the first extrapolator;

задающий вход-master input

системы.system.

Из (4) видно, что характеристическое уравнение системы как по задающему входу, так и входу неконтролируемого возмущени From (4) it can be seen that the characteristic equation of the system with respect to the master input and the input of the uncontrolled perturbation

+ (о(р)(р)0 не содержит запаздывани , а значит, + (o (p) (p) 0 does not contain a delay, and therefore

можно увеличить коэффициент усилени  регулирующего блока 2, что повышает точность регулировани . Если прин ть fg 1, то дн  статического объекта переходные процессы заканчиваютс  при подаче ступенчатого возмущени  по задающему входу за врем  ( с + с), а по входу неконтролируемого возмущё Ни  - за 2 ( о„ + 0о), т.е. -переходные процессы заканчиваютс  через минимальное врем  и система  вл етс  оптимальной в смысле минимизаций времени переходного процесса. Формул.а изобретени It is possible to increase the gain of the regulating unit 2, which improves the control accuracy. If we accept fg 1, then the days of a static object transients end when a stepwise disturbance is applied at the master input for time (s + s), and at the input of the uncontrollable disturbance None - for 2 (o + 0o), i.e. -transition processes end in minimum time and the system is optimal in the sense of minimizing the transient time. Formula of invention

Система регулировани  дл  объектов с запаздыванием, содержаща  за- датчик, первую модель пр мого канала без запаздашани , первую модель рецикла без запаздывани , последовательно включенные исполнительный блок, объект регулировани , датчик, первый сумматор, первый блок вычитани , регулирующий блок, первый экст- рапол тор, первый блок задержки и второй блок вычитани , последовательно включенные вторую модель рециклаThe control system for objects with delay, containing a sensor, the first model of the forward channel without delay, the first model of recycling without delay, sequentially connected executive unit, the object of regulation, sensor, first adder, first subtraction unit, control unit, first extrapol torus, the first delay unit and the second subtraction unit, the second recycling model connected in series

роpo

7 ) (p), (2)7) (p), (2)

(3)(3)

(4)(four)

0 0

5five

00

ц 5 c 5

00

5five

без запаздывани , второй блок за- держки и второй сумматор, последова- тельно включенные третий блок задержки и третий блок вычитани , выход задатчика подключен к второму входу первого блока вычитани , выход регулирующего блока - к второму входу второго блока вычитани , выход первой модели пр мого канала без запаздывани  - к второму входу пер- вого сумматора, отличают а - с   тем,что, с целью повышени  точности регулировани , в нее введены второй экстрапол тор, четвертый блок вычитани , четвертый блок задержки, последовательно включенные блок задержки, втора  модель пр мого канала, без запаздывани  и третий сумматор, выход которого через последовательно включенные первую модель рецикла без запаздывани  и четвертый блок задержки подсоединен к первому входу четвертого блока вычита- йи , выход датчика через последовательно включенные третий блок вычитани  и второй экстрапол тор соединен с вторым входом третьего сумматора , выход ,.второй модели пр мого канала без запаздывани  подключен к входу третьего блока задержки и к входу второй модели рецикла без запаздывани , выход второго блока вычитани  соединен .с входом первой модели пр мого канала без запаздывани , выход первого экстрапол тора через четвертый блок вычит;1ни  подключен к второму входу сумматора и входу исполнительного блока, выход второго сумматора соединен с входом п того блока задержки.without delay, the second delay unit and the second adder, successively included the third delay unit and the third subtraction unit, the output of the setter is connected to the second input of the first subtraction unit, the output of the regulating unit to the second input of the second subtraction unit, the output of the first direct model channel without delay - to the second input of the first adder, is distinguished by a - so that, in order to improve the accuracy of regulation, the second extrapolator, the fourth subtraction unit, the fourth delay unit, in series the delay unit, the second model of the forward channel, without delay, and the third adder, the output of which is connected through the first recycle model without delay and the fourth delay unit is connected to the first input of the fourth subtraction unit, the sensor output through the serially connected third subtraction unit and the second extrapolar the torus is connected to the second input of the third adder, the output of the second model of the forward channel is connected without delay to the input of the third delay unit and to the input of the second model of recycling without delay , The output of the second subtraction unit is connected to the input of the first model of the forward channel without delay, the output of the first extrapolator is subtracted through the fourth block; 1and it is connected to the second input of the adder and the input of the execution unit, the output of the second adder is connected to the input of the fifth delay unit.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Система регулйрования для объектов с запаздыванием, содержащая за-*» датчик, первую модель прямого канала без запаздывания, первую модель рецикла без запаздывания, последовательно включенные исполнительный блок, объект регулирования, датчик, первый сумматор, первый блок вычитания, регулирующий блок, первый экстраполятор, первый блок задержки и второй блок вычитания, последовательно включенные вторую модель рецикла к входу третьего блока заи к входу второй модели рецикзапаздывания, выход второго вычитания соединен . с входом модели прямого канала без за-A regulation system for objects with delay, containing a “*” sensor, the first direct channel model without delay, the first recycle model without delay, the executive unit connected in series, the regulation object, the sensor, the first adder, the first subtraction unit, the control unit, the first extrapolator, the first delay unit and the second subtraction unit, the second recycle model connected in series to the input of the third block zai to the input of the second retard model, the output of the second subtraction is connected. with the input of the direct channel model without
SU853921114A 1985-06-26 1985-06-26 Control system for objects with delay SU1295365A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853921114A SU1295365A1 (en) 1985-06-26 1985-06-26 Control system for objects with delay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853921114A SU1295365A1 (en) 1985-06-26 1985-06-26 Control system for objects with delay

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1295365A1 true SU1295365A1 (en) 1987-03-07

Family

ID=21186328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853921114A SU1295365A1 (en) 1985-06-26 1985-06-26 Control system for objects with delay

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1295365A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457528C1 (en) * 2011-07-20 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Object control system with recycling

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 1244636, кл. G П5 В 13/00, 1984, *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457528C1 (en) * 2011-07-20 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Object control system with recycling
EA021192B1 (en) * 2011-07-20 2015-04-30 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Государственный Индустриальный Университет"- Фгбоувпо "Сибгиу" Object control system with recycling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gilman et al. K→ π e+ e− in the six-quark model
US3798426A (en) Pattern evaluation method and apparatus for adaptive control
SU1295365A1 (en) Control system for objects with delay
Lawrence et al. Output regulation for linear systems with sampled measurements
JP3281665B2 (en) Method for measuring control rod value of reactor in subcritical state and reactor reactivity meter for control rod value measurement
JP3206673B2 (en) Automatic control device for ozone generation
JPS6426903A (en) Pid controller
RU2015520C1 (en) Regulator
JP2507613B2 (en) Feedforward controller
SU1244636A1 (en) Control system
RU2204857C1 (en) Automatic control system for delayed objects
SU1435296A1 (en) Automatic system for regulation of charging of the drum mill
SU962852A2 (en) Self-tuning control system
SU1297008A1 (en) Adaptive control system for non-linear object,particularly,for shaft furnace
JP2845534B2 (en) 2-DOF adjustment device
SU980832A1 (en) Method of controlling disintegration process in closed cycle type mill
Cooper et al. Optimal, real‐time monitoring of particle size distribution in a fluidized bed
SU744446A1 (en) Self-adjusting control system
SU1200241A1 (en) Control system for object with time lag
RU2542910C1 (en) Regulating system of object with recycle
SU1037208A1 (en) Control
SU693394A1 (en) Correlation interval determining device
Gupta Gain identification and adaptive control of a flow-process with application to pH control.
Ivanova et al. Construction of a computer program for use in emission spectral analysis
SU672261A1 (en) Green liquor density automatic control method