SU1303994A1 - Нелинейный адаптивный регул тор - Google Patents
Нелинейный адаптивный регул тор Download PDFInfo
- Publication number
- SU1303994A1 SU1303994A1 SU853931207A SU3931207A SU1303994A1 SU 1303994 A1 SU1303994 A1 SU 1303994A1 SU 853931207 A SU853931207 A SU 853931207A SU 3931207 A SU3931207 A SU 3931207A SU 1303994 A1 SU1303994 A1 SU 1303994A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- adder
- input
- control
- controlled
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к устройствам автоматического управлени и может быть использовано в системах автоматического регулировани нестационарными объектами при наличии быстро измен ющихс мультипликативных помех. Щель изобретени - повышение точности регулировани . Достижение цели обусловлено тем, что измен етс контролируема мультипликативна помеха и определ етс ее среднее значение, по которому корректируетс коэффициент усилени регул тора. Это позвол ет с упреждением (по возмуш;ению). измен ть настройку регул тора, предотвратить по вление автоколебаний и уменьшить врем регулировани . Устройство содержит задатчик 1, элемент 2 сравнени , нелинейные звень 5,6, сумматоры 3,4,8, управл емый усилитель 7, интегратор 9, блоки выделени минималь- § ного 10 и максимального 11 значений с подключенными к ним задатчиками 12, 13, объект 14 управлени , датчик 15 контролируемой мультипликативной помехи , блок 16 оценки среднего значени и блок 17 «делени . 2 ил.. (Л со о со со со 4
Description
Изобретение относитс к устройствам автоматического упр влени и может бЫть использовано в системах автоматического управлени регулировани нестационарными объектами при наличии быстро измен ющихс мультипликативных помех.
Цель изобретени - повьппение точности регулировани в услови х быстр измен ющейс мультипликативной по- мехи.
На фиг.1 представлена структурна схема устройства; на фиг,2 - структурна схема объекта управлени .
Устройство содержит задатчик 1, элемент 2 сравнени , первый 3 и вто- р.ой 4 сумматоры, первое 5 и второе 6 нелинейные звень , управл емый усилитель 7, третий сумматор 8, интегратор 9, блоки вьщелени минимального 10 и максимального 11 значений с подключенными к ним задатчиками нижней 12 и верхней 13 границ управл ющего воздействи , объект 14 управлени , датчик 15 контролируемой мультипликативной помехи, блок 16 оценки среднего значени и блок 17 делени . Объект управлени содержит (фиг,2) последовательно соединенные умножитель 18 и динамическое звено 19.
Задатчик через последовательно соединенные элемент 2 сравнени , первое нелинейное звено 5, первый сумматор 3, управл емый усилитель 7, второй сумматор 4, блоки выделени минимального 10 и максимального 11 значений и объект 14 управлени подключен к второму входу элемента 2 сравнени , выход которого через последовательно соединенные второе нелиней- ное звено 6, третий сумматор 8 и интегратор 9 подключен к второму входу второго сумматора 4, выход элемента 2 сравнени подключен также к вторым входам первого 3 и третьего 8 сумма- торов, выход задатчика соединен с первым входом блока 17 делени , выход которого подключен к третьему входу второго сумматора 4, выход датчика 15 контролируемой мультипликативной по- мехи через блок 16 оценки среднего значени подключен к второму входу блока 17 делени и к управл ющему входу управл емого усилител 7.
В качестве датчика 15 контролируе- мой мультипликативной помехи j(t) может быть использован, например, серийно выпускаемый датчик влажности ВАК-4. Блок 16 оценки среднего значе
5
13039942
ни реализуетс известными техническими средствами.
Устройство работает следующим образом ,
5 Объект 14 управлени дл промышленных технологических процессов хорошо аппроксимируетс передаточной функцивида
-СР
и(Р) - .ё
:Е.РЛ
(1)
К ,- - коэффициент усилени объекта
oS
14 управлени , K,M((t)};
(2)
Ргто
мI
оператор Лапласа; врем транспортного запазды- вани ;
посто нна времени объекта управлени ;
символ математического ожидани .
При теоретическом синтезе управлени такими объект эми их инерционностью , как правило, не учитывают и рас- сматривают только в статике, что
позвол ет получить субоптимальные алгоритмы , которые затем дополн ют звень ми, учитывающими инерционность объектов управлени . Однако эти подходы не учитывают динамические особенности объектов управлени .
В известном нелинейном адаптивном регул торе, когда мультипликативное возмущение /t((t) измен етс медленно по сравнению с динамическими характеристиками объекта, величина |t вычисл етс косвенно путем вычислени M{u(t) и определени от- нощени
К
(Ц
(3)
Если (t) измен етс быстрее,чем регул тор успевает ее вычислить , т в этом случае коэффициент усилени регул тора не успевает отслеживать эти изменени , что может привести по влению автоколебаний или весьма длительному процессу регулировани Б данном регул торе реализуетс следующий закон управлени :
1 Т
) Ги аксПРИ U(t) . U(t) { U(t) при (t) U
U(t)
Кр( F
(О) + S(E + (4)
и.
при U(t) i и
где U(t) - входна координата объекта управлени (управл ющее воздействие регул тора ) ;
и ,и
ИНН 1
ij - минимальное и максимально
значени управл ющего воздействи ;
Х -X(t) -сигнал рассогласовани ; X(t) - регулируема выходна координата объекта; X - заданное значение регулируемой величины; t - врем ;
M{|4(t) - среднее значение мультипликативной помехи возму- щающего воздействи , rfan- ример влажность, зольност и другие;
Т - посто нна времени интегрировани ; К - переменный коэффициент услени регул тора;
F (j ),F (С) - выходна величина первого и второго нелинейных звеньев соответственно, В элементе 2 сравнени из сигнала задатчика 1 вычитаетс выходной сигнал объекта управлени X(t),«полученный сигнал рассогласовани поступает на входы первого сумматора 3 и третьего сумматора 8, а также на выходы первог о линейного звена 5 и второго нелинейного звена 6. В перво нелинейном звене 5 происходит преобразование сигнала рассогласовани по однбму из нелинейных законов, например :
F () ;() е ;
F, (Е) .
(5)
Аналогичное преобразование сигнала производитс во втором нелинейном звене 6, на выходе которого образуетс сигнал F (Е). Характеристики нелинёй-45 ных звеньев могут выбиратьс независимо . Таким образом, выходной сигнал с линейного звена 5 суммируетс с сигналом рассогласовани на сумматоре 3.50
Выходной сигнал сумматора 3 усиливаетс управл емым усилителем 7 и подаетс на первый вход второго сумматора 4, на второй вход которого по- 55 даетс сигнал с интегратора 9. На вход последнего подаетс суммарный сигнал с третьего сумматора 8, на входы которого поступают сигналы с
,
f
0 5 0 5
0
5 0
5
элемента 2 сравнени и второго нелинейного звена 6.
На сумматоре 4 образуетс суммар- .ный сигнал, который через блоки выделени минимального 10 и максимального 1 1 значений подаетс на вход объекта 14 управлени .
Следовательно,- в регул торе реализуетс нелинейньй ПИ-закон управлени . Характеристики нелинейных законов определ ютс типом нелинейного звена, который выбираетс исход из динамических свойств объекта регулировани . При малых значени х сигнала рассоглас овани величины на выходах нелинейных звеньев 5 и 6- малы (или равны нулю) по сравнению с величиной рассогласовани на выходе звена 2 сравнени и не оказывают вли ни на работу регул тора. При увеличении сигнала рассогласовани на выходе элемента 2 сравнени величина сигнала на выходах нелинейных звеньев 5 и 6 начинает расти быстрее, чем сигнал рассогласовани , что приводит к интенсивному изменению выходной величины регул тора U(t) и быстрому устранению по вившегос возмущени в объекте регулировани .
Коэффициент усилени управл емого усилител 7 выбираетс из услови отсутстви автоколебаний в установившемс режиме, а параметры интегрирующего звена выбираютс из услови отсутстви перерегулировани при больших значени х сигнала рассогласовани .
В процессе работы коэффициент усилени объекта регулировани может измен тьс в широких пределах, поэтому необходимо кор ектировать коэффициент усилени регулитора в зависимости от изменений коэффициента усилени объекта регулировани . Кроме того, при быстро измен ющейс мультипликативной помехе необходимо скомпенсировать выходную координату объекта управлени по возмущению. Дл этого датчиком 15 возмущающего воздействи измер ют помеху ((t) и в блоке 16 оценки сред-, него значени определ ют ее среднее значение.
в св зи с тем, что помеха мультипликативна , т. е.
K(x(t) (t)}-M{Kt)} , (6)
где М - знак математического ожидани
соответствующей переменной, а в статической системе
K{x(t)|
поэтому
M{f(t)}
3 (7)
К
об
(8)
X
M(U(t)
где К с - коэффициент усилени объекта
Выходной сигнал с блока 16 оценки среднего значени подаетс на управл ющий вход управл емого усилител 7 и измен ет его коэффициент усилени таким образом, что большему значению коэффициента усилени объекта регулировани соответствует меньший коэффи- 1щент усилени регул тора (усилител 7) и наоборот, т.е.
К - К„,- К„ , (9)
где К - коэффициент усилени разомкнутой системы регулировани .
Така коррекци коэффициента усилени регул тора позвол ет поддерживать высокую точность работы регул тора при широком диапазоне изменений
20 Технико-экономическим преимуще твом данного регул тора вл етс более высока точность управлени счет того, что измер етс возмущаю щее воздействие (помеха) /Ч (t) дат
коэффициента усилени объекта регули-25 ком 15 и определ етс его среднее
ровани . Это позвол ет избегать автоколебаний в установившемс режиме,
Благодар включению интегратора 9 в разрыв цепи между элементом 2 сравзначение в блоке 16, по которому ректируетс коэффициент усилени гул тора Кр (усилитель 7), что по вол ет с упреждением (по возмущен
значение в блоке 16, по которому корректируетс коэффициент усилени регул тора Кр (усилитель 7), что позвол ет с упреждением (по возмущению)
нени и сумматором 8 врем интегриро- о изменить коэффициент усилени регул вани не зависит от начальных условии следовательно, врем адаптации не зависит от величины сигнала на выходе блока 16 оценки ср еднего значени в момент t О, равного м{|Ч(о)} . Это обеспечивает снижение времени адаптации коэффициента усилени , что ведет к повьшению точности регулировани .
Выходной сигнал блока 17 делени , равный
и,
, (t)J
(10)
подаетс на третий вход второго сумматора 4 и, соответственно, по возму- щению измен ет величину сигнала U управл ющего воздействи .
Таким образом, помеха ((t) (возмущающее воздействие) компенсируетс по возмущению (по пр мому каналу) сигналом с выхода блока 17 делени , а по отклонению устран етс вли ние шумов и других неконтролируемых изменений в объекте сигналом с выходов интегратора 9 и усилител 7.
При автоматическом регулировании реальных промьгашенных объектов имеетс необходимость в ограничени х управл ющего воздействи , причем вели
39946
чина ограничени может измен тьс в зависимости от условий работы, режима и т.п. (например., при автоматизации сушильных установок на углеобога тйтельных фабриках необходимо строго ограничивать температуру сушильного агента во избежание взрыва, пережога и т.п., а также следить за нижним пределом температуры, не допуска ее
fO снижени до температуры точки росы во избежание выпадани влаги. Наличие блоков выделени минимального 10 и максимального 11 значений управл ющего воздействи с соответствующими
15 задатчиками 12 и 13 обеспечивают ограничение управл ющего воздействи в заданных границах, что повьпдает точность и надежность регулировани .
Технико-экономическим преимуществом данного регул тора вл етс более высока точность управлени за счет того, что измер етс возмущающее воздействие (помеха) /Ч (t) датчиком 15 и определ етс его среднее
значение в блоке 16, по которому корректируетс коэффициент усилени регул тора Кр (усилитель 7), что позвол ет с упреждением (по возмущению)
изменить коэффициент усилени регул тора , а также предотвратить по вление автоколебаний и большие времена регулировани при быстро мен ющихс мультипликативных возмущающих воздейс.тви- х (помехах); более высока точность управлени за счет того, что по измеренному среднему значению (t)} определ етс на блоке 17 делени сос - тавл юща величины управл ющего воздействи и по возмущению, т.е. регу0
0
5
, по возмущению, л тор представл ет собой комбинацию управл ющих воздействий по отклонению и по возмущению, что увеличивает точность регулировани при быстро измен ющихс возмущающих воздействи х.
Ф ормула изобретени
Нелинейный адаптивный регул тор, содержащий задатчик, выход которого через последовательно соединенные . элемент сравненрг , первое нелинейное звено, первый сз мматор, управл емый
усилитель, второй сумматор, блок 5 выделени минимального значени , блок выделени максимального значени и объект управлени подключен к второму входу элемента сравнени , выход кото- poi o через последовательно соединенное второе нелинейное звено, третий сумматор и интегратор подключен к второму входу второго сумматора, выход элемента сравнени также подключен к вторым входам первого и третье го сумматоров, выход задатчика соеди нен с первым входом блока делени , второй вход которого соединен с выходом блока оценки среднего значени , а вторые входы блоков вьщелени мини мального и максимального значений
3039948
подключены соответственно к задатчи- кам нижней и верхней границ управл ющего воздействи , отличающий- с тем, что, с целью .повьшени точ- 5 ности регулировани , введен датчик контролируемой мультипликативной помехи , выход которого через блок оценки среднего значени соединен с управл ющим входом управл емого усилител ,
to а выход блока делени соединен с третьим входом второго сумматора.
и
x/ij;
Редактор М.Петрова
Составитель В.Пешков Техред И.Попович
Заказ И 310/48
да
Тираж 864Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие.г ужгородГул проёктна ГГ
Фиг. г
Корректор С.Шекмар
Claims (1)
- Формула изобретенияНелинейный адаптивный регулятор, содержащий задатчик, выход которого через последовательно соединенные элемент сравнения,'первое нелинейное звено, первый сумматор, управляемый усилитель, второй сумматор, блок выделения минимального значения, блок выделения максимального значения и объект управления подключен к второму входу элемента сравнения, выход которого через последовательно соединен ное второе нелинейное звено, третий сумматор и интегратор подключен к второму входу второго сумматора, выход элемента сравнения также подключен к вторым входам первого и третье- 5 го сумматоров, выход задатчика соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока оценки среднего значения, а вторые входы блоков выделения мини- 10 мального и максимального значений1303994 8 подключены соответственно к задатчикам нижней и верхней границ управляющего воздействия, отличающий с я тем, что, с целью .повышения точности регулирования, введен датчик контролируемой мультипликативной помехи, выход которого через блок оценки среднего значения соединен с управляющим входом управляемого усилителя, а выход блока деления соединен с третьим входом второго сумматора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853931207A SU1303994A1 (ru) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Нелинейный адаптивный регул тор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853931207A SU1303994A1 (ru) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Нелинейный адаптивный регул тор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1303994A1 true SU1303994A1 (ru) | 1987-04-15 |
Family
ID=21189784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853931207A SU1303994A1 (ru) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Нелинейный адаптивный регул тор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1303994A1 (ru) |
-
1985
- 1985-07-12 SU SU853931207A patent/SU1303994A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 746414, кл. G 05 В 13/00, 1980. Шаталов А.С. Структурные методы теории управлени и электроавтоматики. - Л.: Госэнергоиздат, 1962, с. 408-. Авторское свидетельство СССР № 1187148, кл. С 05 В 13/00, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0152871B1 (en) | Process control apparatus | |
EP0333477B1 (en) | Process control system | |
US5485367A (en) | Process control apparatus | |
SU1303994A1 (ru) | Нелинейный адаптивный регул тор | |
US5200681A (en) | Process control system | |
KR950003551B1 (ko) | 프로세스 제어 시스템 및 방법 | |
US3569681A (en) | Method and system for adaptive control | |
US3727036A (en) | Control stabilizing techniques | |
JPS59139404A (ja) | Pid制御方法 | |
SU1173390A1 (ru) | Самонастраивающа с система автоматического управлени дл объектов с запаздыванием | |
JPH0570841B2 (ru) | ||
SU1149215A1 (ru) | Адаптивный регул тор | |
SU1187148A1 (ru) | Нелинейный адаптивный регул тор | |
JPS629405A (ja) | プロセス制御装置 | |
SU1112342A1 (ru) | Система управлени дл объектов с запаздыванием | |
SU1120284A1 (ru) | Бинарна система управлени | |
SU991373A1 (ru) | Автоматическа система регулировани с опережающим скоростным сигналом | |
SU1080118A1 (ru) | Регул тор с моделью объекта | |
JPS5813809B2 (ja) | 低過剰空気による燃焼制御方法 | |
SU560291A1 (ru) | Способ автоматического регулировани частоты и обменной мощности в энергосистемах | |
SU1582178A1 (ru) | Нелинейное корректирующее устройство | |
SU697967A1 (ru) | Устройство дл импульсного регулировани | |
SU1049864A1 (ru) | След щий привод | |
SU1280568A1 (ru) | Система управлени дл объектов с запаздыванием | |
SU1478189A1 (ru) | Регулирующее устройство дл объектов с запаздыванием |