SU436328A1

SU436328A1 - ADAPTIVE REGULATOR WITH A VARIABLE STRUCTURE IN THE WTW FUND

Info

Publication number: SU436328A1
Application number: SU1830196A
Authority: SU
Original assignee: С. В. Емель нов, А. М. Шубладзе, Л. Г. Уланов , А. П. Окунев; Ордена Ленина Институт проблем управлени автоматики
Priority date: 1972-09-19
Filing date: 1972-09-19
Publication date: 1974-07-15

Description

1one

Изобретение относитс к области адаптивных систем с переменной структурой и может быть использова б дл управлени объектами, параметры которых мен ютс в широком диапазоне . Требуемое качество регулировани в этих услови х достигаетс за счет адаптации параметров регул тора к измен ющимс параметрам объекта и услови м внешней среды.The invention relates to the field of adaptive systems with variable structure and can be used to control objects, the parameters of which vary over a wide range. The required quality of regulation in these conditions is achieved by adapting the parameters of the controller to the changing parameters of the object and the environmental conditions.

Известны адаптивные регул торы с переменной структурой, имеющие основной канал регулировани , содержащий параллельно включенные дифференциатор и первый интегратор , выходы которых подключены к первому и второму входам nepiBoro сумматора, а входы - к третьему его входу и входу регул тора; выход первого сумматора подключен .к первому входу множительного устройства, выход которого вл етс выходом регул тора; и канал настройки коэффициента усилени регул тора, содержащий два блока выделени модул , выходы которых через последовательно соединенные :второй сумматор и второй интегратор подключены ко входу множительного устройства.Adaptive variable-structure controllers are known, having a main control channel containing a parallel-connected differentiator and a first integrator, whose outputs are connected to the first and second inputs of the nepiBoro adder, and the inputs to its third input and input of the controller; the output of the first adder is connected to the first input of the multiplying device, the output of which is the regulator output; and a channel for adjusting the gain of the regulator, containing two modules for selecting the module, the outputs of which are connected through series-connected: the second adder and the second integrator are connected to the input of the multiplying device.

Однако известные адаптивные регул торы не обеспечивают требуемого качества регулировани при управлении объектами с переменными параметрами и при изменении условий внешней среды.However, the known adaptive controllers do not provide the required quality of regulation when controlling objects with variable parameters and when environmental conditions change.

Целью изобретени вл етс улучшение качества регулировани при изменении условий внешней среды и при управлении объектами с переменными парамет1рами. Поставленна цель достигаетс тем, что .канал настройки коэффициента усилени регул тора содержит два логических устройства, первые входы кбторых подключены ко входу регул тора, вторые входы - к соответствующим выходам дифференциатора, а выходы подключены ко входу соответствующего блока выделени модул .The aim of the invention is to improve the quality of regulation when environmental conditions change and when controlling objects with variable parameters. The goal is achieved by the fact that the regulator gain adjustment channel contains two logic devices, the first inputs are connected to the input of the controller, the second inputs are connected to the corresponding outputs of the differentiator, and the outputs are connected to the input of the corresponding selection module of the module.

На чертеже представлена блок-схема регу л тора, где: 1 - основной канал регулировани ; 2 - канал настройки коэффициента усилени регул тора; 3 - множительное устройство; 4, 5 - логические устройства; 6,7 - пропорциональные блоки; 8, 9 - логические блоки; 10, 11 - блоки выделени модул ;12, 13, 14, 15 - сумматоры; 16 - дифференциатор; 17, 18 - интеграторы.The drawing shows a block diagram of a regulator, where: 1 is the main control channel; 2 - channel for adjusting the gain of the regulator; 3 - multiplying device; 4, 5 - logical devices; 6,7 - proportional blocks; 8, 9 - logical blocks; 10, 11 — allocation modules; 12, 13, 14, 15 — adders; 16 - differentiator; 17, 18 - integrators.

Работает регул тор следующим образом.Works regulator as follows.

В основном канале регулировани 1 реализуетс следующий закон управлени :In the main control channel 1, the following control law is implemented:

t t/, (О е+ (леЧ- M 2jecf/,(1)t t /, (O e + (leC- M 2jecf /, (1)

где е - входной сигнал регул тора, вл ющийс сигналом ошибки регулировани ; |.iie- 30 выходной сигнал дифференциатора 16;where e is the regulator's input signal, which is a control error signal; | .iie- 30 output signal of the differentiator 16;

Ц2 edt - выходной сигнал интегратора 17.C2 edt - integrator output 17.

оabout

Выходной сигнал регул тора U(t) формируетс множительным устройством 3, на входы которого поступает сигнал основного канала 1 Ui{t) и сигнал канала настройки .коэффициента усилени /Сад (ОСигнал , определ юнд.ий коэффициент усилени регул тора, формируетс в канале 2 следующим образом:The output of the regulator U (t) is generated by a multiplying device 3, the inputs of which receive the signal of the main channel 1 Ui {t) and the signal of the gain factor / garden tuning channel (OSP signal, which is determined by the controller gain factor, formed in channel 2 in the following way:

/Сад (О ад(0) +J(a|Vi (е,5,) 2 (е, Sa) е|) dt, К,, (t) 0, (2) где а, |3 - параметры настройки; /Сад (0) - значение выходного сигнала интегратора 18 в момент пуска регул тора./ Garden (O hell (0) + J (a | Vi (e, 5,) 2 (e, Sa) e |) dt, K ,, (t) 0, (2) where a, | 3 are settings ; / Garden (0) - the value of the output signal of the integrator 18 at the time of starting the regulator.

Логические устройства 5 и 4 формируют выходные сигналы:Logic devices 5 and 4 form the output signals:

I j е5,0I j е5,0

fO fO

где 5i, 2 - уравнени пр мых переключенийВфазчтестм йространстве (е, е), проход Щих чере з ,началу координат, .причем коэффициент при производной в уравнени х положителен .where 5i, 2 are the equations of direct switchings in the phase space (e, e), the passage through 3, the origin, and the coefficient of the derivative in the equations is positive.

Выходные сигналы с устройств 4, 5 поступают на блоки выделени модулей 10, П. Сигналы с блоков 10, 11 через последовательно соединенные сумматор 15 и интегратор 18, поступают на второй вход множительного устройства 3, измен коэффициент усилени регул тора .The output signals from the devices 4, 5 are fed to the allocation units of the modules 10, P. The signals from the blocks 10, 11 through the series-connected adder 15 and the integrator 18, go to the second input of the multiplying device 3, changing the gain factor of the controller.

Регул тор с законом управлени , определ емым формулами (1) - (4), целесообразно использовать дл управлени промышленными объектами, характеризующимис наличием инерционностей и запаздывани , причем параметры объекта: Кое, -коэффидиент передачи; т - посто нна запаздывани ; Т - посто нна времени в процессе регулировани могут мен тьс в широких диапазонах.A regulator with a control law defined by formulas (1) - (4) is advisable to use for controlling industrial objects characterized by the presence of inertia and retardation, and the object's parameters are: Coe-transfer efficiency; t is the delay constant; T — The time constant during the adjustment process can vary over a wide range.

Изменение параметров объекта приводит к двум случа м: 1) переходные процессы станов тс колебательныМИ, колебательно-неустойчивыми; 2) .переходные процессы станов тс апериодическими, настолько медленными , что перестают удовлетвор ть требовани м па качество переходного процесса.The change in the parameters of the object leads to two cases: 1) the transient processes become oscillatory, vibrationally unstable; 2). The transient processes become aperiodic, so slow that they no longer satisfy the requirements of the quality of the transient process.

В первом случае сигнал /Сад t, формируемый каналом настройки 2, пачинает уменьшатьс за счет того,- что входной сигнал интегратора 18 отрицателен, т. к. в силу определенныхIn the first case, the signal / Sad t generated by the setup channel 2 is reduced due to the fact that the input signal of the integrator 18 is negative, because due to certain

соотношений между аир при колебательных процессах выходной сигнал блока 10 больше выходного сигнала блока 11. Уменьшение /Сад (О приводит к уменьшению общего коэффициента контура регулировани и повышению устойчивости.the ratios between air during oscillatory processes, the output signal of block 10 is greater than the output signal of block 11. Reduction / Garden (O reduces the overall coefficient of the control loop and improves stability.

Во втором случае выходной сигнал, формируемый каналом настройки 2, начинает увеличиватьс , так как при зат нутых апериодических процессах и тех же соотношени х между а и ,р, что и в предыдуших случа х, выходной сигнал блока II существенно больше выходного сигнала блока 10. При этом коэффициент усилени возрастает и тем самым улучшаютс переходные процессы, станов тс более быстрыми.In the second case, the output signal generated by tuning channel 2 begins to increase, since, with the delayed aperiodic processes and the same ratios between a and p, as in previous cases, the output signal of block II is substantially larger than the output signal of block 10. At the same time, the gain increases and thus the transients improve, becoming faster.

Непрерывное изменение /Сад (О в предлагаемом адаптивном регул торе с пере.менной структурой исключает возможность возникновени скольз щих движений, что существенным образом сказываетс па динамике и ха (3) (4) рактере процессов регулировани . Новый принцип , используемый в предлагаемом регул торе , позвол ет осуществить адаптацию параметров регул тора к измен ющимс параметрам объекта произвольного пор дка, использу информацию лишь о выходной .координате и о производной, что ранее представл лось невозможным .Continuous change / Sad (O in the proposed adaptive controller with a variable structure eliminates the possibility of gliding movements, which significantly affects the dynamics and control processes. A new principle used in the proposed controller, allows you to adapt the controller parameters to the changing parameters of an object of arbitrary order, using information only about the output coordinate and the derivative, which previously seemed impossible.

Предмет изобретени Subject invention

Адаптивный регул тор с переменной структурой , имеющий основной канал регулировани , содержащий параллельно включенные дифференциатор и цервый интегратор,.выходы которых подключены к первому и второму входам первого сумматора, а входы - к третьему его входу и входу регул тора, выходAn adaptive variable structure regulator, having a main control channel, containing a parallel-connected differentiator and a cer- tain integrator, whose outputs are connected to the first and second inputs of the first adder, and the inputs to its third input and input of the controller, output

первого сумматора подключен к первому входу множительного устройства, выход которого вл етс выходом регул тора, и канал настройки .коэффициента усилени регул тора, содержащий два блока выделени модул ,The first adder is connected to the first input of the multiplying device, the output of which is the output of the regulator, and the channel for adjusting the regulator's gain factor, containing two modules for allocating the module,

выходы которых через последовательно соединенные второй сумматор и второй интегратор подключены ко второму входу множительного устройства, отличающийс тем, что, с целью улучшени качества регулировани при изменении параметров объекта и условий внешней среды, канал настройки коэффициента усилени регул тора содержит два логических устройства , первые входы которых подключены ко входу регул тора, вторые входы - к соответствующим выходам дифференциатора, а выходы подключены ко входу соответствующего блока выделени модул .the outputs of which through serially connected second adder and second integrator are connected to the second input of the multiplying device, characterized in that, in order to improve the quality of control when changing object parameters and environmental conditions, the regulator gain control channel contains two logic devices, the first inputs of which connected to the input of the controller, the second inputs to the corresponding outputs of the differentiator, and the outputs connected to the input of the corresponding module allocation module.