SU1409966A1 - Устройство дл компенсации запаздываний - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  построени  систем автоматического управлени  техническими объектами, содержащими значительные запаздьшани  и подверженными вли нию неконтролируемых возмущений с нестационарными свойствами. Изобретение позвол ет расширить функциональные возможности устройства за счет компенсации в  вном виде различных запаздываний в одном канале регулировани  объекта. Регулирующее воздейстр вие и экстраполируетс  в экстрапол - торе 17 на меньший интервал запаздывани , корректируетс  в модельном контуре (составленном из первого масштабирующего блока 12, сумматора 13, второго масштабирующего блока 14, третьего блока 15 задержки и второго блока 16 сравнени ) с учетом разницы мезвду большим и меньшим запаздыванием в одном канале регулировани , после чего реализуетс  исполнительным блоком 2. Выходной сигнал уёт ройства получаетс  в результате сум мировани  измеренного датчиком 3 зна-- чени  выходного сигнала Y объекта и преобразованного в модели 8 инерционной части объекта сигнала об оптбке экстрапол ции регулирующего воздействи  (Л и 1 ил.

Description

U(t)

со

;о

Од

О)

/ liTw

Изобретение относитс  к технике автоматического управлени  и регулировани  и может быть использовано дл  построени  систем автоматического управлени  техническими объектами содержащими значительные запаздьша- ни  и подверженными вли нию неконтролируемых возмущений с нестационарными свойствами, причем преобразование регулирующего воздействи  осуществл етс  в одном канале регулировани  с несколькими запаздывани , т.е. зависимость между выходным сигналом Y объекта и регулирующим воздействием и в операторной форме имеет вид-Р З , Y(P)(kie + k

.,е )Ч ,(Р)-и(Р),(1

где k и k , - коэффициенты передачи дл  различных запаздываний объекта соответ- CTBenHOj 2 и времена запаздывани ,

причем И i I (Р) - передаточна  функци  инерционной части объекта.

Пpи 5epoм описанного класса объектов  вл ютс  каналы регулировани  теплового состо ни  горна доменных печей снизу путем изменени  расхода природного газа или мазута.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства .

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  компенсации запаз- дьшашш.

На блок-схеме прин ты следующие обозначени ; U(t) - сигнал регулирую™ щего воздействи  в t-й момент време- HHJ Y(t) - выходной сигнал объекта управлени J U°(t) - входной сигнал устройства дл  компенсации запаздыва ний| w(t) - неконтролируемое возмущение; Y (t) - выходной сигнал устройства дл  компенсации запаздьшаний. Устройство дл  компенсации запаз- дьшаний содержит объект 1 з тгравлени , исполнительный блок 2, датчик 3 выходной величины, третий масштабирующий блок 4, первый блок 5 задержки, первый сумматор 6, первый блок 7 срав нени , модель 8 инерционной части объекта, третий сумматор 9, четвертый масштабирующий блок 10, второй блок 11 задержки, первый масштабиру0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ющий блок 12, второй сумматор 13, второй масштабирующий блок 14, третий блок 15 задержки, рторой блок 16 сравнени  и экстрапол тор 17.

Алгоритм функционировани  устройства дл  компенсации запаздьюаний следующий. Регулирующее воздействие и экстраполируетс  в экстрапол торе 17 на меньший интервал запаздывани , корректируетс  в модельном контуре (составленном из первого масштабирующего блока 12, второго сумматора 13, второго масштабирующего блока 14, I третьего блока 15 задержки и второго блока 16 сравнени ) с учетом разницы между большим и меньшим запаздывани ми в одном канале регулировани , после чего реализуетс  исполнительным блоком 2 Выходной сигнал Y, ус тройства дл  компенсации запаздываний получаетс  в результате суммировани  измеренного датчиком 3 значени  выходного сигнала Y объекта и преобразованного в модели 8 инерционной части объекта сигнала об ошибке экстрапол ции регулирующего- воздействи 

иР,

Дл  реализации описанного алгоритма функционировани  устройства дл  компенсации запаздьшаний входной сигнал и устройства экстраполируетс  на врем  запаздьтани  {, в экстра- пол торе 17 и подаетс  на вход второго блока 16 сравнени , где алгебраически суммируетс  с выходным сигналом второго сумматора 13 и входным сигналом исполнительного блока 2. Во втором сумматоре 13 происходит суммирование сигналов, поступающих на его первый и второй входы. На первый вход второго суг Шатора 13 поступает выходной сигнал второго.блока 16 сравнени , умноженный в первом масштабирующем блоке 12 на коэффи- - циент k. На второй вход третьего сумматора подаетс  выходной сигнал второго блока 16 сравнени , умноженный во втором масштабирующем блоке 14  а коэффициент k и задержанный в третьем блоке 15 задержки на врем  Pj- С . Регулирующий сигнал U подаетс  с выхода второго блока 16 сравнени  через исполнительньй блок 2 на вход объекта 1 управлени .

В третьем сумматоре 9 происходит суммирование сигнала об измеренном датчике 3 значении выхода объекта 1 управлени  Y и сигнала с выхода модели 8 инерционной части объекта.На вход моде ли инерционной части объекта подаетс  сигнал,  вл ющийс  результатом алгебраического суммировани  в первом блоке 7 сравнени  сигнала U и выходного сигнала первого сумматора 6. В первом сумматоре 6 происходит сложение следующих двух сигналов: первый сигнал получаетс  в результате умножени  на k в третьем масштабирующем блоке А входного сигнала исполнительного блока 2 и его задержки на врем  запаздьшани 

f, в

-

14099664

первом блоке 5 задержки, второй сигнал есть умноженный на козффициент k.j в четвертом масштабирующем блоке 10 и задержанный на интервал fz во втором блоке 11 задержки входной сигнал исполнительного блока.

Предлагаемое устройство дл  компенсации запаздьшаний обеспечивает компенсацию различных запаздываний в одном канале регулировани , что видно из следующих выражений. Оператор10

на  зависимость выходного сигнала устройства Y от его входного сигна15 ла и имеет вид

) /,(Р).) --«--- -:;7.-й:Тм) () - tf D-uPCP)IrJ .l« r rt

k7H-k e- 4-S

-(P,,(P)I,,),

(2)

где qj (), if (P) - передаточные функ- 25

ции соответствен но инерционной части объекта управлени  и ее модели; Ifg(P) - передаточна  функ- 30

ци  экстрапол тора. При условии адекватности модели, т.е. при

q ,,(P)f(P). ,k,,

k,k,(3)

из (2) получаем

Y (P) Ч о(Р) - ). (А) Выражение (4) дл  совокупности объекта 1 управлени  и устройства дл компенсации запаздываний свидетель-, ствует о том, что устройство обеспечивает полную компенсацию запаздываний в объекте управлени .

Устройство дл  компенсации запаз- дьшаний имеет более. щирокие функциональные возможности, так как позвол ет осуществл ть компенсацию запаздываний не только в состо ни х, но и нескольких запаздываний в одном канале регулировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  компенсации запаздьшаний , содержащее первый масштабирующий блок, второй масштабирующий блок, последовательно включенные ис (2)

   25

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   полнительный блок, объект управлени  и датчик выходной величины, последовательно включенные третий масштабирующий блок, первый блок задержки, первый сумматор, выходом соединенный с первым входом первого блока сравнени , последовательно включенные четвертый масштабирующий блок и второй блок задержки, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора , вход исполнительного блока соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого масщтабирующих блоков, вход устройства соединен с вторым входом первого блока сравнени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет компенсации разных запаздываний, в него введены зкстрапол тор, второй блок сравнени , последовательно включенные третий блок задержки, второй сумматор, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнени , последовательно включеннь1е модель инерционной части объекта и третий сумматор, выход которого под- кттючен к выходу устройства, выход датчика соединен с вторым входом третьего сумматора, выход первого блока сравнени  соединен с входом модели инерционной части объекта, выход первого масштабирующего блока соеди- . нен с первым входом второго суммато- . ра, выход второго масш табиругащего

   5 . U099666

   блока подключен к входу третьего бло- го блока сравнени , выход которого

   ка задержки, вход устройства соединенсоединен с вторым входом второго блос входом экстрап.ол тора, выход кото-ка сравнени  и с входом исполнительрого соединен с первым входом второ-ного блока.