SU855607A1 - Регул тор - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛЯТОР

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и регулированию .и может быть использовано дл  построени  систем управлени  техническиьм объектами, содержащими значительные запаздывани  и подверженными вли нию неконтролируемых возмущений. Предполагаетс , что динамика объекта по каналам регулировани  -описываетс  передаточной функцией . Ие1р-р в которой L(p) и М(р) - полиномы от Р, степень полинома L{p) не превьниает степень полинома М (р) , причем поли ком М(р) выше первого пор дка; t врем  запаздывани . Характеристики внешних воздействий значительно измен ютс  на интервале времени длительностью Т. Задача управ лени  заключаетс  в обеспечении инвариантности регулируемой координаты от внешних сил. Известны регул  тоЕил Смига и Ресвика с косвенным измерением возмущений которые используютс  дл  регулировани  описанных объектов. В частности, регул тор Ресвика содержит последовательно соединенные первое звено сравнени , обратную модель объекта без запаздывани  и второе звено сравнени , а. также звено задержки, вход которого оединен с выходом второго звена сравнени , а выход - со вторым его входом. Такие регул торы не обеспечивают высокого качества регулировани  при действиивысокочастотных помех и наличи  ошибок реализации и измерени  управлейий {11. Наиболее близким к предлаг-аемому  вл етс  регул тор, содержащий первое звено сравнени , фильтр низкой частоты включающий третье звено сравнени , усилитель с насыщением и интегратор, обратную модель объекта без запаздывани , в частности, пропорционально-дифференцирующее звено/ второе звено сравнени , экстрапол тор и звено задержки . На первый вход первого звена сравнени  подаетс  измер емый сигнал регулируе.мой координаты, на второй вход - заданный сигнал, выход первого звена сравнени  подключен к первому входу третьего звена сравнени ,, ко второму входу которого подсоединен выход интегратора, на вход которого через усилитель с насыщением подключен выход третьего звена сравнени , выход интегратора соединен также через обратную модель объекта без запаздывани  и второе звено сравнени  со входом экстрапол тора, рыход которого че рез звено защержки подключен ко второ му входу второго звена сравнени  и  в л етс  выходом регул тора 2. Недостаток известного регул тора заключаетс  в невысокой точности регулировани , котора  обусловлена наличием обратной модели объекта без запаздывани . В случае, если модель объекта без запаздывани  представлена инерционным звеном первого пор дка , что имеет место в известном регу л торе, достигаетс  достаточна  точность преобразовани  предварительно сглаженного помехозашумленного сигна ла. Если же модель объекта без запаз дывани  представлена инерционным зве ном более высокого пор дка, то преоб разование даже сглаженного сигнала в обратной модели объекта без запаздывани , содержащей дифференцирующие звень , приводит к значительным погрешност м . А это, в свою очередь, приводит к понижению точности регули ровани . Кроме того, невысока  точность регулировани  обусловлена низкой помехозащищенностью регул тора . к ошибкам контрол  управл ющего воздействи  и т желым режимом работы экстрапол тора, на вход которого поступают через звено задержки высокочастотные Помехи контрол  управл ющего воздействи . Цель изобретени  - повышение точности регулировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный регул тор, содержащий модель объекта регулировани последовательно соединённые первый блок сравнени  и фильтр низкой часто ты и последовательно соединен 1ые экс трапол тор, блок задержки и второй блок сравнени , введены с/мматор и прЬпорционально-интегральный блок, вход которого соединен с выходом фил тра низкой частоты, а выход - со вхо дом экстрапол тора и вторым входом второго блока сравнени , своим выходом подключенного через последовател но соединенные модель объекта регули ровани  и сумматор ко входу первого блока сравнени . Точность регулировани  в предлага мом регул торе повышаетс  за счет то го, что отсутствует обратна  модель объекта без запаздывани . Производит с  не вное обращение модели объекта без запаздывани  с помощью замкнутого контура, содержащего модель объек та без запаздывани , сумматор, фильтр низкой частоты и пропорционально-интегральный блок. Кроме того, точность регулировани  повышаетс  за счет того, что высокочастотные ошибки контрол  управл ющего воздействи  не поступают непосредг ственно на экстрапол тор, а сглаживаютс  моделью объекта без запаздывани  На чертеже приведена блок-схема егул тора. Схема регул тора содержит сумматор , первый блок 2 сравнени , модель 3 объекта регулировани , фильтр 4 низкой частоты, второй блок 5 сравнени , пропорционально-интегральный блок б, блок 7 задержки и экстрапол тор 8. На чертеже обозначено: У(Ь) - измер емый выходной сигнал объекта управлени  (регулируема  координата); y(t) - заданный сигнал (задание на регулируемую координату); V(t) - управл ющий сигнал; y(t) - выходной сигнал модельного контура регулировани ; V(t-T) - управл ющий сигнал модельного контура регулировани . Регул тор работает следующим образом . В сумматоре 1 выходной сигнал объекта управлени  суммируетс  с выходным сигналом модели 3 объекта регулировани , в результате получаетс  выходной сигнал (t) модельного контура регулировани . Сигнал y(t) поступает на блок 2 сравнени , где из него вычитаетс  заданный сигнал y(t). Полученный сигнал поступает на фильтр 4 низкой частоты, содержащий, например , последовательно соединенные блок сравнени , усилитель с насыщением и интегратор (на чертеже не указаны), выход которого поступает на второй вход блока сравнени  и  вл етс  выходом фильтра низкой частоты . В фильтре 4 низкой частоты срезаютс  отдельные большие выбросы и подавл етс  высокочастотна  составл юща  сигнала, что повышает точность его дальнейшего преобразовани . С выхода фильтра 4 низкой частоты сигнал поступает на пропорционально-интегральный блок 6 (ПИ - регул тор), на выходе которого получаетс  управл ющий сигнал v(t-tr) модельного контура регулировани . Сигнал v(t-t) с выхода пропорционально-интегрального блока 6 поступает на экстрапол тор 8, в качестве которого используетс , например, реальное фиксирующее звено, В экстрапол торе 8. вырабатываетс  управл ющий сигнал V(t),  вл ющийс  выходным сигналом регул тора. В то же врем  сигнал V(t) подаетс  через блок 7 задержки на один вход второго блока сравнени , где он вычитаетс  из сигнала v(t-K} , пришедшего с выхода пропорционально-интегрального блока 6. Полученный сигнал о разности V(t-C) - V(t-T) подаетс  через модель 3 объекта регулировани  на один из выходов сумматора и, таким образом, получаетс  замкнутый контур модельного регулировани . Использование предлагаемого регул тора позвол ет повысить точность воспроизведени  задани  за счет не вного обращени  модели объекта регулировани  и уменьшени  вли ни  погрешностей контрол  на экстрапол цию сиг|iauna . Моделирование системы управлени  доменным процессом с предлагаемым регул тором показывает, что степень стабилизации теплового состо ни  печи повышаетс  на 12% по сравне нию с системой, где примен етс  известный регул тор, что может дать экономический эффект пор дка 150 тысйч рублей в год на одну доменную печь.

Claims (2)

1.Турецкий X. Анализ и синтез систем управлени  с запаздыванием,

М., Машиностроение, 1974, с. 2145 215.

2.Авторское свидетельство СССР |по за вке № 2631605,

кп. G 05 В 13/02, 1978 (прототип).