SU1569802A1 - Automatic control system - Google Patents

Automatic control system Download PDF

Info

Publication number
SU1569802A1
SU1569802A1 SU884479073A SU4479073A SU1569802A1 SU 1569802 A1 SU1569802 A1 SU 1569802A1 SU 884479073 A SU884479073 A SU 884479073A SU 4479073 A SU4479073 A SU 4479073A SU 1569802 A1 SU1569802 A1 SU 1569802A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
scaling
output
input
low
unit
Prior art date
Application number
SU884479073A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Евдокимович Кошелев
Станислав Филиппович Киселев
Леонид Павлович Мышляев
Виталий Павлович Авдеев
Владимир Ильич Котухов
Геннадий Яковлевич Анисимов
Original Assignee
Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина
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 Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина, Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе filed Critical Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина
Priority to SU884479073A priority Critical patent/SU1569802A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1569802A1 publication Critical patent/SU1569802A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  и регулировани  и может быть использовано при построении систем управлени  техническими объектами, содержащими значительные запаздывани . Объект также подвержен вли нию неконтролируемых возмущений типа импульсов. Примером таких объектов может служить доменна  печь. Целью изобретени   вл етс  повышение точности системы. Цель достигаетс  введением двух масштабирующих блоков 8 и 10 и блока 7 элементов задержки. Результаты имитационного моделировани  показали достаточную эффективность предлагаемой системы автоматического регулировани  при использовании дл  объектов с существенными запаздывани ми, типа доменной печи. 1 ил.The invention relates to the field of automatic control and regulation and can be used in the construction of control systems for technical objects containing significant delays. The object is also subject to the influence of uncontrolled disturbances such as pulses. An example of such objects is the domain oven. The aim of the invention is to improve the accuracy of the system. The goal is achieved by introducing two scale blocks 8 and 10 and block 7 of delay elements. The results of simulation modeling showed sufficient effectiveness of the proposed automatic control system when used for objects with significant delays, such as a blast furnace. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и регулированию и может быть испольэовано при построении систектуправленй  техническими объектами , содержащими значительные запаздывани .The invention relates to automatic control and regulation and can be used in the construction of a system of technical objects containing significant delays.

Динамика объекта описываетс  моделью видаObject dynamics is described by a view model.

wffi «Лwffi "l

где L(P) иМ(Р) - полиномы от Р, причем степень полино- ма L(P) не превышает степени полинома М(Р);where L (P) and M (P) are polynomials in P, and the degree of the polynomial L (P) does not exceed the degree of the polynomial M (P);

Ј - запаздывание.Ј - lag.

Объект подвержен вли нию неконтроли- руемых возмущений типа импульсов. Основна  задача управлени  заключаетс  в отслеживании изменений задани  у (t) на нерегулируемую выходную переменную y(t), измен   регулирующее воздействие U(t).The object is subject to the influence of uncontrolled impulses of the pulse type. The main control task is to track changes in the task y (t) to the unregulated output variable y (t), changing the regulating effect U (t).

Цель изобретени  - повышение точности регулировани ,На чертеже приведена блок-схема системы автоматического регулирова- ии .The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation. The drawing shows a block diagram of an automatic regulation system.

Система содержит исполнительный блок 1, объект 2 управлени , первый 3 и второй 4 датчики, первый 5 и второй 6 фильтры низкой частоты, блок 7 элементов задержки с первым 7-, вторым 7-2,..., j-м 7-j,..., n-м 7-п элементами задержки, первый масштабирующий блок 8, блок 9 масштабирующих элементов, содержащий первый 9-1, второй 9-2,,.., j-й ,...,n-й 9-п масштабирующие элементы, второй масштабирующий блок 10,сумматор 11, пропорционально-интегральный регул тор 12, блок 13 сравнени  и задатчик S4, The system contains the executive unit 1, the control object 2, the first 3 and second 4 sensors, the first 5 and second 6 low-frequency filters, the block 7 delay elements with the first 7-, second 7-2, ..., j-m 7-j , ..., nth 7-p delay elements, first scaling unit 8, block 9 scaling elements, containing the first 9-1, second 9-2 ,, .., j-th, ..., nth 9-n scaling elements, second scaling unit 10, adder 11, proportional-integral controller 12, unit 13 of comparison and setting unit S4,

На схеме системы обозначено: y(t) - регулируемьй выход объекта управлени  y(t) сигнал задани  на величину регулируемого выхода объекта; U(t) - регулирующее воздействие на входеThe system diagram indicates: y (t) is the controlled output of the control object; y (t) is the reference signal for the value of the controlled output of the object; U (t) - regulating effect on the input

объекта управлени ; м (t) - сигнал регулирующего воздействи , подаваемый а вход исполнительного блока; V(t) - приведенное к управл ющему входу объекта неконтролируемое возмущение; У (t+) и yn(t+Ј) - значени  выхода объекта, прогнозируемые на момент времени (t +Ј), соответственно в предлагаемой и известной системах;control object; m (t) is the signal of the regulating action, supplied by the input of the executive unit; V (t) is the uncontrolled perturbation brought to the control input of the object; Y (t +) and yn (t + Ј) are the object output values predicted at the time point (t +), respectively, in the proposed and known systems;

00

- -

0 0

0 0

35 40 4535 40 45

JQJq

y(t + Ъ) - действительные изменени  выхода объекта, представленные с уп- реждением на врем  запаздывани ; УЦ(О и yj-(t) - составл ющие изменений выхода объекта, обусловленные вли нием соответственно изменений регулирующего воздействи  U(t) и неконтролируемого возмущени  V(t);y (t + b) are the actual changes in the output of the object, presented with an emphasis on the delay time; CA (O and yj- (t) are the components of changes in the output of the object, due to the effect, respectively, of changes in the regulating effect U (t) and uncontrolled disturbance V (t);

Объект 2 управлени  представл ет собой, например, доменную печь. Регулируемой выходной переменной y(t) в этом случае  вл етс , например, показатель теплового состо ни  печи. Регулирующим входным воздействием U(t) служит, например, расход природного газа в дутье. Импульсный характер неконтролируемых возмущений V(t) , здесь обусловлен, в частности, соответствующими изменени ми показателей качества шихтовых материалов.The control object 2 is, for example, a blast furnace. The regulated output variable y (t) in this case is, for example, an indicator of the thermal state of the furnace. Regulatory input impact U (t) is, for example, the consumption of natural gas in the blast. The pulsed nature of the uncontrolled perturbations V (t), here is due, in particular, to the corresponding changes in the quality indicators of charge materials.

Исполнительный блок 1 представл ет собой, например, систему автвмати- ческого регулировани  расхода природного газа в дутье доменной печи, на вход которой подаетс  регулирующее воздействие jlt(t), представл ющее собой задание на абсолютную величину расхода природного газа или на его долевое содержание в объеме дуть , подаваемого в печь.The executive unit 1 is, for example, an automatic control system for the flow of natural gas in the blast of a blast furnace, to the input of which a regulating influence jlt (t) is given, which is a task for the absolute value of the flow of natural gas or for its fraction in the volume blow fed into the oven.

Первьй датчик 3 представл ет собой , например, дифманометр мембранный бесшкальный с электрическим выходом, а второй датчик 4 - систему контрол  теплового состо ни  доменной печи по температуре фурменных зон.The first sensor 3 is, for example, a membraneless differential pressure gauge with an electrical output, and the second sensor 4 is a system for monitoring the thermal state of a blast furnace according to the temperature of the tuyere zones.

Система регулировани  работает следующим образом.The control system works as follows.

Сигнал о прогнозируемой величине выхода объекта у (t + Ј), поступающий с выхода сумматора 11, в блоке 13 сравнени  вычитаетс  из сигнала у (t) о текущем задании на регулируемый выход объекта, поступающего с выходаThe signal about the predicted output value of the object y (t + Ј), coming from the output of the adder 11, in block 13 of the comparison is subtracted from the signal y (t) about the current task for the adjustable output of the object coming from the output

задатчика 14. Сигнал о полученной ошибке поступает на вход пропорционально-интегрального регул тора 12. На выходе регул тора Формируетс  сигнал iu(t), преобразуемый исполнительный блоком в регулирующее воздействие U(t) объекта управлени . Если передаточна  функии  исполнительного блока близка к единице, то U(t) -x ji/(t). Сигнал y(t) о текущем значении выхода объекта поступает с выхода второго датчика 4 через последовательно соединенные второй фильтр 6 низкой частоты , предназначенный дл  подавлени setting device 14. A signal about the error received is fed to the input of the proportional-integral controller 12. At the controller output, a signal iu (t) is formed, which is converted by the executive unit to the control action U (t) of the control object. If the transfer function of the executive unit is close to unity, then U (t) -x ji / (t). The signal y (t) about the current value of the object output comes from the output of the second sensor 4 through the second low-pass filter 6 connected in series, designed to suppress

5151

высокочастотной измерительной помехи и второй масштабирующий блок 10 на один из входов сумматора 11.high-frequency measuring interference and the second scaling unit 10 to one of the inputs of the adder 11.

В масштабирующем блоке 10 этот сигнал умножаетс  на посто нный коэффициент С„, величина которого показывает , в какой мере значение выхода в момент времени (t + Ј) определ етс  его текущим значением y(t), т.е. осуществл етс  прогнозирование свободной составл ющей изменений выхода:In the scaling unit 10, this signal is multiplied by a constant coefficient С „, the value of which shows the extent to which the output value at the moment of time (t + Ј) is determined by its current value y (t), i.e. Prediction of the free component of output changes is made:

y,(ty, (t

cЈy(t).cЈy (t).

Величина коэффициента С2 определ етс  динамическими характеристиками объекта. В частности, если объект управлени  может быть представлен моделью в виде последовательно соединенных звена запаздывани  и апериодического звена с передаточной функцией вида:The magnitude of the coefficient C2 is determined by the dynamic characteristics of the object. In particular, if the control object can be represented by a model in the form of a serially connected delay link and aperiodic link with a transfer function of the form:

W(P) . k е-Рф } ТР + 1W (P). k e-rf} TR + 1

где k и Т - соответственно коэффициент усилени  и посто нна  времени инерции,where k and T are respectively the gain and constant inertia time,

тоthat

6980269802

U(t) последовательно проходит все п элементов задержки блока 7 элементов задержки, издержива сь в каждом изU (t) passes successively all n delay elements of the block 7 delay elements, spending in each of

5 элементов на интервал времени AЈ.5 elements per time interval AЈ.

Таким образом, на выходе любого j-ro элемента 7-j задержки формируетс  сигнал U(t - ji)t подаваемый на последующий элемент задержки и на со10 ответствующий элемент 9-j масштабировани . С выхода элемента 7-п задержки сигнал подаетс  только на вход элемента 9-п масштабировани , В первом масштабирующем блоке 8 сигнал U(tThus, at the output of any j-ro delay element 7-j, a signal U (t − ji) t is applied to the next delay element and to co10, the corresponding scaling element 9-j. From the output of the delay element 7-n, the signal is fed only to the input of the scaling element 9-n. In the first scaling unit 8, the signal U (t

15 умножаетс  на масштабирующий к г „ч циент С. , а в масштабирующих элемт-i тах 9-1, 9-2.„.,9-j,...,9-п соответствующие сигналы U(t -&Ј), U(t - 2&t),...,U(t - jiЈ),...,U(t - n&&)15 is multiplied by the scaling factor g. H. C., and in the scaling elements i max 9-1, 9-2.,., 9-j, ..., 9-n the corresponding signals U (t - & amp ), U (t - 2 & t), ..., U (t - jiЈ), ..., U (t - n &)

20 умножаютс  соответственно на весовые коэффициенты С«, С 4,. .. , GIJ ,. .. ,С Величины коэффициентов С , Сй,..., C(i , ...,С1г, определ ютс  в соответе вии с весовой функцией управлени , в20 are multiplied, respectively, by weights C, C 4 ,. .., GIJ,. .., С The values of the coefficients С, Сю, ..., C (i, ..., С1г, are determined in accordance with the weight control function, in

25 частности дл  объекта в виде последовательно соединенных апериодического и запаздывающего звеньев:25 in particular for an object in the form of serially connected aperiodic and delayed links:

30thirty

п - A Vp - A V

С, - Т1Н ;C, - T1H;

Сг Cr

-t|T-t | t

Сигнал,U(t) о фактически реализованном регулирующем воздействии поступает с выхода первого датчика 3 через первый сЬильтр 5 низкой частоты, где усредн етс  на интервале времени , на вход первого масштабирующего блока 8 и на вход первого элемента 7-1 задержки блока 7 элементов задержки . Посто нна  времени Т инерции этого звена может быть выбрана из услови  At .The signal U (t) on the actually implemented control action is fed from the output of the first sensor 3 through the first low-frequency filter 5, where it is averaged over the time interval, to the input of the first scaling unit 8 and to the input of the first delay element 7-1 of the delay unit 7 . The constant time T of the inertia of this link can be chosen from the condition At.

В первом элементе 7-1 задержки сигнал задерживаетс  на врем  дЈ . Сигнал U(t - At) с выхода элемента 7-1 задержки поступает на вход первого элемента 9-1 масштабировани  блока 9 элементов масштабировани  и на вход второго элемента 7-2 задержки, где задерживаетс  еще на интервал времени йЈ. Сигнал U(t - 2дЈ) с выхода второго элемента 7-2 задержки поступает на вход второго масштабирующего элемента 9-2 и на вход третьего элемента 7-3 задержки и так далее. Т.е. сигналIn the first delay element 7-1, the signal is delayed by time dЈ. The signal U (t-At) from the output of the delay element 7-1 is fed to the input of the first scaling element 9-1 of the scaling element block 9 and to the input of the second delaying element 7-2, where it is delayed by an additional time interval. The signal U (t - 2Ј) from the output of the second delay element 7-2 is fed to the input of the second scaling element 9-2 and to the input of the third delay element 7-3, and so on. Those. signal

г - 1лЈе- /Тg - 1lЈ- / T

(j - Y ut e (j - Y ut e

В результате суммировани  сигналов 5 с выходов первого масштабирующего блока 8 и масштабирующих элементов 9-1, 9-2,...,9-п, выполн емого в сумматоре 11, формируетс  прогнозируемое значение вынужденной составл ющей изменений yB(t Ј) под вли нием регулирующих воздействий, реализованных на интервале запаздывани  ь :As a result of summing the signals 5 from the outputs of the first scaling unit 8 and the scaling elements 9-1, 9-2, ..., 9-p, performed in the adder 11, the predicted value of the forced component of the changes yB (t t) is formed under the influence of the use of regulatory actions implemented in the delayed interval:

4545

у (t +fr) C,U(t) u:t-jdf).y (t + fr) C, U (t) u: t-jdf).

Величина интервала fcЈ . Выбор числа п дискретных интервалов при аппроксимации интервала запаздывани  (, можно осуществл ть по рекомендаци м .The value of the interval fcЈ. The choice of the number n of discrete intervals in the approximation of the delay interval (can be carried out according to recommendations.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Система автоматического регулировани , содержаща  первый и второй датчики , первый и второй фильтры низкой частоты, последовательно соединенныеAn automatic control system comprising first and second sensors, first and second low-pass filters connected in series задатчнк, блок сравнени , пропорционально-интегральный- регул тор, испол- . нительный блок и объект управлени , сумматор, причем входы первого и второго датчиков подключены соответственно к входу и выходу объекта управлени , а выходы первого и второго датчиков подключены к входам соответственно первого и второго фильтров низкой j- частоты, выход сумматора соединен с в,торым входом блока, сравнени , о т- .л,и чающа с  тем, чтог с це- лью повышени  точности системы, в нее введены первый и второй масштабирую- - щие блоки, п последовательно соединенСоставитель А. Лащев Редактор И. Дербак Техред М.ДидыкКорректор Л.Бескидreference block, comparison unit, proportional-integral controller, ispol-. the control unit and the control object, the adder, the inputs of the first and second sensors are connected respectively to the input and output of the control object, and the outputs of the first and second sensors are connected to the inputs of the first and second low-j filters, respectively, the output of the adder is connected to the input block, comparison, about t., and that with the purpose of increasing the accuracy of the system, the first and second scaling blocks were introduced into it, n connected in series. Compiler A. Laschev Editor I. Derbak Tehred M. DidykKorrektor L. Beskid Заказ 1449Order 1449 Тираж 667Circulation 667 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., Д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., D. 4/5 и-п-. тп i-m шг-L- --- -- i I  л--ITU--г--- -«-д---  ш --- -- - - - - - - - .-. «ч.  i-p- TP i-m Шг-L- --- - i I л - ITU - г --- - «- д --- ш --- - - - - - - - - .-. “H. Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101Production and publishing plant Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 ных элементов задержки и п- масштабирующих элементов, причем вход каждого KS масштабирующих элементов подключен к выходу соответствующего.по номеру элемента задержки, вход первого из которых соединен с входом первого масштабирующего блока и подключен к выходу первого фильтра низкой частоты , вход второго масштабирующего блока подключен к выходу второго фильтра низкой частоты, выходы первого и второго масштабирующих блоков, а также выходы масштабирующих элементов подключены к соответствующим входам сумматора.Delay elements and n-scaling elements, each input of KS scaling elements connected to the output of the corresponding. Delay element number, the input of the first of which is connected to the input of the first scaling unit and connected to the output of the first low-frequency filter, the input of the second scaling unit connected to the output of the second low-pass filter, the outputs of the first and second scaling units, as well as the outputs of the scaling elements are connected to the corresponding inputs of the adder. ПодписноеSubscription
SU884479073A 1988-07-20 1988-07-20 Automatic control system SU1569802A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884479073A SU1569802A1 (en) 1988-07-20 1988-07-20 Automatic control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884479073A SU1569802A1 (en) 1988-07-20 1988-07-20 Automatic control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1569802A1 true SU1569802A1 (en) 1990-06-07

Family

ID=21397717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884479073A SU1569802A1 (en) 1988-07-20 1988-07-20 Automatic control system

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1569802A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 855607, кл. G 05 ,В 13/02, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3617717A (en) Optimizing control systems
US4563735A (en) Process controlling method and system involving separate determination of static and dynamic compensation components
EP0296638B1 (en) Process control having improved combination of feedforward feedback control
SU1569802A1 (en) Automatic control system
US5101650A (en) Tandem mill feed forward gage control with speed ratio error compensation
SU932461A1 (en) Adaptive control system
JPH07261805A (en) Automatic adjusting device for proportional plus integral plus derivative control parameter
SU855607A1 (en) Regulator
SU928299A1 (en) Regulator with variable structure
US4586126A (en) Feed rate control
RU1807447C (en) Adaptive control system
SU560291A1 (en) Method for automatic control of frequency and exchange power in power systems
JPS6142003A (en) Automatic adjusting method of control constant
SU798703A1 (en) Multichannel adaptive controller
RU2058577C1 (en) Adaptive control system
JPS61190602A (en) Regulator
SU1149107A1 (en) System for controlling fuel combustion in continuous heating furnace
SU1123020A1 (en) Adaptive forecasting control
SU1161916A1 (en) Control device
SU1173388A1 (en) Control system
JPS6117445Y2 (en)
RU1833833C (en) Two channel control system
SU748650A1 (en) Automatic regulator of frequency and exchange power in power systems
SU394769A1 (en) DEVICE FOR REGULATING THE PARAMETERS OF THERMAL OBJECTS
SU1330074A1 (en) Apparatus for automatic control of distribution of load between two units working in parallel