197633. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés adaptív mintavételes szabályozó megvalósítására

197633

— egy szabályozási eltérés tárolóból, melynek adatbemenete a kivonótag ütemezett adatkimenetével össze van kötve;

— egy első számlálótagból, mely a szabályozási komponensek kiszámítására szolgál, melynek adatbemenete a tároló adatkimenetével össze van kötve;

— egy szorzótagból, melynek adatbemenete az első zsákregiszter adatkimenetével össze van kötve;

■—■egy eiső zsákregiszterből, mely a szabályozási komponensek tárolására szolgál, mely az első számlálótag első adatkimenetével össze van kötve;

— egy összeadótagból, melynek első adatbemenete a szorzótag adatkimenetével, második adatbemenete pedig az első számlálótag második adatkimenetével van összekötve;

— egy második számlálótagból, mely a szabályozó kimenőjel kiszámítására szolgál, melynek első adatbemenete az összeadótag adatkimenetével össze van kötve, és amelynek második adatbemenete egy második zsákregiszter adatkimenetével van összekötve, és amelynek adatkimenete egyrészt a második zsákregiszter adatbementére van vezetve, másrészt egy határolótagot tartalmazó diszkrét számlálómű adatkimenetét képezi;

— egy lefutásvezérlőműből, melynek adatbemenete egy órajeladó adatkimenetével össze van kötve, mely egy jelvezetéken keresztül a határolótaggal összeköttetésben áll, és a lefutásvezérlőműből egy-egy további jelvezeték vagy egyrészt a kivonótag ütemezett második bemenetéhez és ütemezett kimenetéhez, másrészt a tárolóhoz és a két zsákregiszterhez vezetve.

A találmány szerinti eljárást és berendezés adaptív mintavételes szabályozás megvalósítására az alábbiakban kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábrán a találmány szerinti berendezés villamos kapcsolási tömbvázlata látható.

Az ismert hagyományos szuboptimális szabályozást megvalósító berendezésnél, ahol az x szabályozó jel lefutását a w névleges értékhez illesztették, a találmány szerinti eljárásban az y szabályozó kimenőjel lefutásának meghatározásakor a w névleges értékből indulunk ki. Eközben feltételezzük, hogy egy m szabályozási lépés alatt a beavatkozószerv teljesítmény mindig állandó. Az egyszerűség kedvéért feltételezzük, hogy a beavatkozószerv jele egyformán megegyezik a y szabályozó kimenőjellel. Az új feltételezés az y„ pillanatnyi szabályozó kimenőjel meghatározásánál a következő egyenlethez vezet:

y (n) =2 a,-y(n-i)+2 c,-R(n-m,) (1)

t--i 1-1

ahol

y(n) =a pillanatnyi szabályozó kimenőjel a t=n-T mintavételi időpontban, m0=0 és T a mintavételi idő

3

y (n-i) = a szabályozó kimenőjel a t= (n-1 )T

mintavételi időpontban a;; c, = szabályozási együtthatók

R(n-m,)=az időben optimális (aperiódikus) szabályozási komponens a t=T(n-m,) időpontban

s = a szabályozási szakasz kitevője

ms = a szabályozási lépések száma.

Ennek az egyenletnek az eredménye egy új algoritmus, mely szerint a szabályozási struktúrát csak az S szabályozási szakasz kitevője határozza meg és független az ms szabályozási számtól. Például egy 2. fokú szabályozási szakasz esetében az (1) egyenlet csak öt tagot tartalmaz:

ai -y(n-l); a2-y(n-2); c0-R(n); c, -R(n-m,); c2-R(n-m2); azaz ms=2.

Ezzel az aperiódikus R szabályozási komponenst csak egyszer kell meghatározni. Ezt azután csak a szükséges m szabályozási lépéseknek megfelelően időben eltoltan fogjuk alkalmazni. Ezenkívül meg kell határozni még az y(n-l), és y(n-2) időben eltolt szabályozó kimenőjel komponenseket, melyek tulajdonképpen az előző y szabályozó kimenőjel múltbeli értékeivel azonosak, és így mint tárolt értékek már rendelkezésre állnak.

Az új algoritmussal, mely csak kevés áttekinthető tagot tartalmaz, melyeknek száma kizárólag az s szabályozási szakasz kitevőjétől függ, továbbá azzal a körülménnyel, hogy az m szabályozási lépések megváltoztatásához csak az aperiódikus R szabályozási komponenseket kell időben eltoltan alkalmazni, és a struktúra nem változik meg, a számítási idő rövid, a tárolókapacitás-igény pedig csekély lesz. A szükséges ms szabályozási lépés számot viszont mindig a rendelkezésre álló beavatkozószerv teljesítmény fogja vezérelni. Amennyiben ez a fenti példában (ms=2) nem lenne elegendő, a 3 számlálótagnál az ms-t ms-|-l-re kell csupán növelni. Ezzel a beavatkozószerv eddig szokásos korlátozási módját el lehet kerülni. A pillanatnyi ms szabályozási lépésszám értékének kiszámítása a következő egyenlet szerint történik:

4

y(ms) <yma^<y(ms-l) (2)

a kiszámított értéknek az ymo* maximális értékkel történő összehasonlítása révén.

Az ymax mindenkori maximális rendelkezésre álló beavatkozószerv érték meghatározásához, melynek a mindenkori yL (t) terhelési jel alapján nem kell megfelelnie az y határ megengedett határértéknek, az ymax mindenkori pillanatnyi maximális kimenőjelet az alábbi egyenlet alapján lehet meghatározni:

{ymax=) = (y határ—yL(t)) (3)

A találmány szerinti eljárás végrehajtására alkalmas berendezést például egy mikroszámítógéppel lehet megvalósítani. Meg lehet

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4