SU999017A1 - Устройство дл косвенного измерени возмущений - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике , а именно к самонастраивающимс  системам управлени , и может быть использовано при построении систем управлени  техническими объектами , подверженными вли нию неконтролируемых возмущений.

Известно устройство дл  косвенного измерени  возмущений, содержащее последовательно соединенные первый блок моделировани , блок сравнени , второй и третий блоки моделировани , при этом вход первого блока моделировани  и второй вход блока сравнени  соединены с вxoдa 4и устройства

tl.

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность, обусловленна  применением обратных операторов объекта, а также неучетом нестационарности характеристик объекта, и большое запаздывание измерени , причиной которого  вл етс  неиспользо:вание информации о вспомогательной выходной переменной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройстго , содержащее первый блок моделировани , первый вход которого соеди: йен с первьм входом устройства а

выход с первым входом первого блока сравнени , второй-вход которого подключен к второму входу устройст ва 2.

Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  точность измерени  и большое запаздывание в получении оценок искомых результатов косвенного измерени .

10

Первый из перечисленных недостат- . ков  вл етс  следствием неучета нестационарности характеристик объекта, причина второго - неиспользование дл  измерени  эффектов вли йи 

15 неконтролируе1г| х возмущений на регулируемую выходную переменную объекта сигналг о вспомогательной выходной переменной.

Цель изобретени  - повышение точ20 ности и быстродействи  устройства.

Цель достигаетс  тем, что в устройство введены первый, второй и третий блоки задержки, первый, второй и третий идентификаторы, второй

25 блок сравнени , второй и третий блоки Моделировани , первый- вход второго блока моделировани  соединен с пер .ъым входом первого блока моделирова|нн , с первьм входом устройства,

30 рез первый блок задержки - с первьм

входом первого идентификатора, а через второй блок задержки - с первым входом второго идентификатора, вторые входы первого и второго идентификаторов соединены соответственно с вторым и третьим входами устройства , а выходы - с вторыми входами первого и второго блоков моделировани , первый и второй входы второго бпока сравнени  подключены соответственно к выходу второго блока моделировани  и г третьему входу устройства , а выход - к первому входу третьего блока моделировани  и через третий блок задержки - к первому входу третьего идентификатора, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого блока сравнени  и с вторым входом третьего блока моделировани .

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  косвенного измерени  возмущений.

Устройство содержит первый блок

.моделировани  1, состо щий из первой модели объекта без запаздывани  2 и блока 3, первый блок сравнени  4 второй блок моделировани  5, состо щий из второй модели объекта без запаздывани  б и блока задержки 7, второй блок сравнени  8, третий блок моделировани  9, первый блок задержки 10, первый идентификатор 11, второй блок задержки 12, второй идентификатор 13, третий блок задержки 14, третий идентификатор 15, первый 16, второй 17 и третий 18 входы устройства, регулирующие воздействие и(t), регулируема  выходна  переменна  y(t) и вспомогательна  выходна  переменна  z(t) , входы первой и второй моделей объекта без запаздывани  2 и б и входы первого и второго блоков задержки 10 и 12 св заны с первь М входом устройства

-16, на который поступает сигнал о регулирующем воздействии U(t). Входы первого блока сравнени  4 и первого идентификатора 11 св заны с вторым входом устройства 17, на который подаетс  сигнал о регулируемой выходной переменной у (t). Входы второго блока сравнени  8 и второго идентификатора 13 св заны с третьим входом устройства 18, накоторый подаетс  сигнал о вспомога тельной выходной переменной z(t).

Первый блок моделировани  1 реализует модель, канала объекта регулирующее воздействие - регулируема  выходна  переменна  и выполнен в виде последовательного соединени  первой модели (этого канала) объекта без запаздывани  2 и блока задержки 3. Блок задержки 3 первого блока моделировани  1 и первый блок задержки 10 осуществл ют задержку н врем  Т запаздывани  в канале объекта регулируюв1ее воздействие регулируема  выходна  переменна .

Второй блок моделировани  5 реализует модели канала .объекта регулирующее воздействие - вспомо.гательна  выходна  переменна  и выполнен в виде последовательного соединени  второй модели (этого канала ) объекта без запаздывани  б и блока задержки 7. Влок задержки 7 второго блока моделировани  и второй блок задержки 12 осуществл ют задержку на врем  2 запаздывани  в. канале объекта регулирующее воздействие вспомогательна  выходна  переменна 

Третий блок моделировани  9 предназначен дл  пересчета сигналов об эффектах вли ни  неконтролируемого возмущени  на вспомогательную выходную переменную N2(1 в оценки эффектов вли ни  того же неконтролируемого возмущени  на регулируемую выходную переменную N-,((t). Третий блок задержки 14 осуществл ет задержку на врем  Тз, равное разности времен запаздывани  по каналам объекта неконтролируемое возмущение - регулируема  выходна  перменна  и неконтролируемое возмущение - вспомогательна  выходна  переменна .

Первый, второй и третий иденти-фикаторы 11, 13 и 15 предназначены дл  определени  текущих значений параметров первой и второй моделей объекта без запаздывани  2 и б и третьего блока моделировани  9 и дл  подачи на вход этих блоков сттналов о текущих значени х соответствующих параме.тров.

Техническа  реализаци  первой и второй моделей объекта без запаздвлвани  2 и б первого и второго блоков моделировани  1 и 5 и третьего блока моделировани  9 зависит от СВОЙСТВ конкретного объекта. Например , дл  случа , когда перечисленные блоки представл ют собой инерционные звень  первого пор дка., они выполн ютс  в виде интег раторов, охваченных отрицательной обратной св зью. .

Перва  и втора  модели объекта без запаздывани  2 и 6 первого и второго блоков моделировани  1 и 5 и третий блок моделирова.ни  9 имеют по два входа. На один из них поступает преобразуемый сигнал. С помощью другого осуществл етс  установка текущих параметров, вырабатываемых соответственно первым вторым и третьим идентификаторгили 11, 13 и 15.

Claims (2)

1. , Конструктивное выполнение идентификаторов 11, 13 и 15 также определ етс  свойствами конкретного объекта . Эти блоки могут содержать блоки формировани  сигнала ошибки настройки, блоки задержки и фильтры низкой частоты. Устройство работает следующим образом. На первые входы первого и второго блоков моделировани  1 и 5 посту пает сигнал . о регулирующем воздействии U(t) с первого входа 16 устройства . С выхода первого блока моделигюванк  1 на первый вход первого блока сравнени  4 подаетс  сигнал о мо дельном значении регулируемой выход ной переменной y(t). На второй вхо первого блока сравнени  4 поступает сигнал о фактическом значении ре гулируемой выходной переменной y(t) В первом блоке сравнени  4 сигнал у„(t) вычитаетс  из сигнала о регулируемой ВЫХОД..ОЙ переменной, посту пающего с второго входа устройства 17у(t), и с выхода первого блока сравнени  4 снимаетс  результат измерени  эффектов вли ни  неконтро лируемого возмущени  на регулируему выходную переменную N(t). iH выхода второго блока моделирюв ни  5 на первый вход второго блока сравнени  8 подаетс  сигнал о модел ном значении вспомогательной выходной переменной z(t). На второй вх второго блока сравнени  8 поступает сигнал с третьего входа устройства 18о фактическом значении вспомогательной выходной переменной z(t). Во втором блоке сравнени  8 сигнал z(t) вычитаетс  из сигнала Z(t) и с выхода второго блока срав нени  8 снимаетс  результат измерени  эффектов вли ни  неконтролируемого возмущени  на вспомогательную выходную переменную ). Поскольку на обе учитываемые выходные переменные вли ет общее неко тролируемое возмущение, то эффекты этого возмущени  про в тс  раньше в изменении сигнала N2(1), чем в изменении сигнала N(t) на врем  Тз, равное разности времен запаздывани  по каналам объекта неконтролируемое возмущение - регулируема  выходна  переменна  и неконтролируемое возмущение - вспомогательна  выходна  переменна . Сигнал N(t) поступает на второй вход третьего блока моделировани  9 в котором сигнал Nj (t) об эффектах вли ни  неконтролируемого вoзмvщeни  на вспомогательную выходную пере менную пересчитываетс  в оценки эффектов вли ни  того же неконтролируе мого возмущени  на регулируемую выходную переменную ). Полученный uy(t) сигнал N,,(t; характеризует одно и то .же неконтролируемое возмущение также на врем  Tj раньше, чемсигнал N.(t.). Таким образом, запаздывание косвенного измерени  неконтролируемого возмущени  уменьшаетс  на врем  Тт. Учет нестационарности характеристик объекта по отношению к регу ирующему воздействию и неконтролируемсниу возмущению осуществл етс  следующим образом. Сигнал о регулирующем воздействии ) поступает на вход первого блока задержки 10, где задерживаетс  на врем  ЯГ, равное времени запаздывани  в канале объекта регулирующее воздействие - регулируема  выходна  переменна . Сигнал с выхода первого блока задержки 10 и сигнал о регулируемой выходной переменной y(t) поступают на входы первого идентификатора 11, который уточн ет значени  параметров первой модели объекта без запаздывани  2 и подает соответственно сигналы на второй вход первой модели объекта без запаздывани  2. Сигнал о регулирующем воздействии U(t) поступает также на вход, второго блока задержки 12, где задерживаетс  на врем  tj равное времени запаздывани  в канале объекта регулирующее воздействие - вспомогательна  выходна , переменна . Сигнал с выхода второго блока задержки 12 и сигнал о вспомогательной выходной переменной z(t) поступают на входы второго идентификатора 13, который уточн ет значени  параметров второй модели объекта без запаздывани  6 и подает соответствующие сигналы на второй вход второй модели объекта без запаздывани  6. , Сигнал с выхода второго блока сравнени  8 об эффектах вли ни  неконтролируемого возмущени  на вспомогательную выходную переменную ) поступает на вход третьего блока задержки 14, где задерживаетс  на врем  Tj, равное разности времени запаздывани  по каналам объекта неконтролируемое возмущение - регулируема  выходна  переменна  и неконтролируемое возмущение - вспомогательна  выходна  переменна . Сигнал с выхода третьего блока задержки 14 и сигнал с выхода первого блока сравнени  4 об эффектах вли ни  неконтролируемых возмущений на регулируемую вы :одную переменную N(1) поступают на входы третьего идентификатора 15, который уточн ет значени  параметров третьего блока моделировани  9 и подает соответствующие сигНсшы на перЁый вход третьего блока моделировани  -9. . Введение первого, второго и третьего блоков задержки 10, 12 и 14 и первого и второго и третьего идентификаторов 11, 13 и 15 позвол ет вычислить текувдае.значени  параметров , первой и второй моделей объекта без запаздывани  2 и 6 и третьего б.лока моделировани  9, осьпцествить непрерывную подстройку этих параметров и вследствие этого, обеспечитьповы шение точности косвенного измерени  возмущенийпо сравнению с известг иым устройством. Такое выполнение устройства позвол ет повысить его точность и уменьшить запаздывание косвенного изме рени  возмущений по сравнению с известными устройствами. Формула изобретени  Устройство.дли косвенного измерени  возмущений, содержащее первый блок моделировани , первый вход которого соединен с первым входом устройства , а выход - с первым входом первого блока сравнени , второй вход которого подключен к второму входу устройства, от л и ч а ю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  уст ройства, оно содержит первый, второ и третий блоки задержки, первый, второй и третий идентификаторы, второй блок сравнени , второй и тре тий блоки моделировани , первый вхо второго блока моделировани  соединен с первым входом первого блока моделировани , с первым входом устройства , через первый блок заДержни - с первым входом первого идентификатора ,, а через второй блок задержки - с первым входом ьторого идентификатора, вторые входы пер- i вого и второго идентификаторов соединены соответственно с вторым и третьим входами устройства, а вы- . ходы - с:вто1%ми входгшш первого и второго блоков моделировани , первый и второй входы второго блока сравнени  под1слючёны соответственно к выходу второго блока моделировани  и к третьему входу устройства, а выход - к первому входу третьего блока моделировани  и через третий блок задержки - к первому входу тре .тьего идентификатора,: второй вход и выход которого соединены соответственно е выходом первого блока сравнени  и с вторым входом третьего блока моделировани . Источники, информации, прин тые, во.внимание при экспертизе 1.Александровской Н.М., Егоров С.В. и Кузин Р.Е. Адаптивные систеко автоматического управлени  сложными технологическими процерса- МИ..М., Энерги , 1973, с. 203, рис. 78.
2. 2.Менский Б.М. Принципы инвариантности в автоматическом регулировании и управлении. И., Махтшностроение , 1972, с. 116-119, рис 56 б ( прототип).