175835. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nyersanyag adagoló berendezés önmüködő adaptiv szabályozására.
3 175835 4 verő rendszer feltöltésének viszonylag hosszú ideje alatt a rendszerbe kerülő komponensek változó minőségi paraméterei kiegyenlítődnek. Az elérhető pontosságot a mintavétel reprezentativitása és gyakorisága jelentékenyen befolyásolja. A reprezentatív mintához szükséges anyag mennyisége szilárd anyag esetén a szemcsemérettel exponenciálisan növekszik, tehát minél nagyobb a szemcse, annál nehezebb a pontos keveréket beállítani. A felsorolt négy irányítástechnikai alapeset közül abban az esetben, ha a bemeneti anyagáramok minősége — pl. összetétele — nem homogén s a rendszer irányítástechnikai szempontból többváltozós, csatolt és jelentős holtidővel rendelkezik, végül a bemeneti anyagáramok összetétele a kémiai, ill. fizikai tulajdonságainak változása következtében véletlenszerű, sztochasztikus zavarásoknak van kitéve, a tendencia-szabályozás, az integrál-szabályozás, valamint ezek együttes alkalmazása terjedt el. Ezeknél a szabályozásoknál az előírható paraméterek száma a bemeneti anyagáramok számánál legalább eggyel kevesebb. A feladat megoldására egyszerűbb és bonyolultabb módszereket dolgoztak ki. Ezek között említhető a predikciós szabályozás a holtidős körök nagyon lassú beállásának gyorsítására. (Teutenberg, J.: ZKG 1971., Eleft4, p. 141—151; Young, S.C.K.: Raw Material Blending. — A Multivariable Control Problem; Fourth UKAC Controll Convention on Multivibrable Control, Manchester, 1971; Hoenig, H.: ZKG Vol. 25, 1972, No. 1; Hammer, H.: Regelung Stechnik Vol. 20., No. 5., 1972; Hilbig, M.: ZKG, 1973, No. 6.) Az ismert módszerek közös tulajdonsága, hogy a többváltozós szabályozók paramétereinek beállítása — különösen többhurkú kaszkád és predikciós köröknél — nehéz és bonyolult feladat. A bemeneti anyagáramok jelentősebb minőségi — pl. összetételi — paraméterváltozása esetén a szabályozókat mindenkor újra be kell állítani. Ezért a legjobb megoldásnak az alkalmazkodó — adaptív — szabályozás látszik, amelynél a folyamat dinamikai tulajdonságainak, valamint a külső jeleknek a változására megváltozik a rendszer működési módja. (Hethéssy J., Keviczky L.,: Some Innovations to the Minimum Variance Control. IFAC Symposium on Stochastic Control, Bp. 1974.; Hethéssy J„ Keviczky L.,: Extension of the Minimum Variance Control for the case of Observable Noise. 4th ICEE on Control and System Theory, Shiraz, 1974.; Keviczky, L., Hethéssy J., Hilger, M., Kolostori, J.: Self-Tuning Computer Control of Cement and Raw Material Blending. First IFAC/IFIP Symposium on Software for Computer Control, Tallin, 1976., Csáky, F.: Korszerű szabályozáselmélet, 7. rész, Bp. 1970.) A találmány célja olyan önbeállító (alkalmazkodó, adaptív) optimális szabályozás kidolgozása, amely különböző minőségű és összetételükben sztochasztikus ingadozásoknak kitett bemeneti (komponens) anyagáramokból fizikai beavatkozással — főként súly-, tömeg-, ill. térfogat-arány szabályozással — az előírt minőségi (összetételi) értéktől minimális szórással eltérő kimeneti (eredő) anyagáramot eredményez. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a kimeneti anyagáram vektora, mint szabályozott jellemző és a bemeneti anyagáramok vektora, mint módosított jellemző közötti összefüggés az irányított szakasz holtidejének megfelelő idővel előre megjósolható — prediktálható — az elméletileg lehetséges legkisebb hibával. Ezt olyan kapcsolási elrendezéssel érjük el, amely a bemenő, módosított és a kimenő, szabályozott jeleknek a holtidő alatti összetartozó értékeiből statisztikus módszerrel meghatározza a módosított jellemzőnek azokat az értékeit, amelyek beállítása esetén a szabályozott jellemző a szabályozás időpontjában kívánt értéket a legkisebb lehetséges hibával közelíti meg. A predikció megjelenési alakja a szabályozás időpontjában rendelkezésre álló megfigyelések — vagyis egyrészt a szabályozás időpontjában fennálló, másrészt az ezt az időpontot a holtidővel megelőző időszakaszban fennállott bemcnőjelek és kimenőjelek — lineárkombinációja. A lineárkombinációban szereplő megfigyelések együtthatói a szabályozott rendszer paramétereinek tekintendők. Ezek a paraméterek az irányítási folyamat megelőző időszakaszbeli viselkedése során a szabályozott jellemző tényleges és kívánt értékei közötti hibák legkisebb négyzetes értelemben való minimalizálásával, rekurzív alakban állíthatók elő. A kimenőjel prediktált értékét szolgáltató lineárkombinációs kifejezést a kimenőjel kívánt értékével, mint referencia értékkel egyenlővé téve, a szabályozás időpontjában beállítandó bemenőjelek vektora meghatározható. Az önbeállító szabályozó rendszer ily módon a szabályozás időpontjában és az ezt megelőző időpontokban saját maga által előállított bemenőjelek és kimenőjelek alapján megtanulja azokat a szabályozó paramétereket, amelyekkel az optimális visszacsatolás — a szabályozó paraméterek és a rendszer korábbi viselkedését jellemző bemenőjelek és kimenőjelek kombinációjaként — megvalósítható. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege tehát, hogy a bemeneti anyagáram mennyiségek és a kimeneti anyagáram összetételi jellemzők tárolására szolgáló memóriája és ennek a beavatkozást megelőző időpontokban a bemeneti és kimeneti anyagáramok mintavételezési értékeiből képzett vektort szolgáltató kimeneti egysége, a kimeneti anyagáram összetételi jellemzőinek mintavételezési értékeiből képzett vektort szolgáltató kimeneti egysége, valamint a beavatkozást a holtidővel és ennek egész számú többszöröseivel megelőző időpontokban a bemeneti és kimeneti anyagáramok mintavételezési értékeiből képzett vektort szolgáltató kimeneti egysége van. E kimeneti egységek egymással is kapcsolódó kapcsolási részegységekhez csatlakoznak. A memória egyik kimeneti egységéhez csatlakozó kapcsolási részegység szorzókból, összeadókból, hányadosképzőből és tárolóból áll. A kapcsolási részegység bemeneté az első és a harmadik szorzó bemenetéhez csatlakozik ; az első szorzó kimenete a második szorzó két bemenetéhez és a harmadik szorzó másik bemenetéhez csatlakozik. A második szorzó kimenete a hányadosképző egyik bemenetéhez, a harmadik szorzó kimenete az egyik összeadón át a hányadosképző másik bemenetéhez csatlakozik, míg az összeadó másik bemenetén a pozitív egység van. A hányadosképző kimenete a negyedik szorzó egyik bemenetét, míg e szorzó másik bemenetét a negatív egység képezi és kimenete a másik összeadó egyik bemenetéhez, a tároló másik kimenete az összeadó másik bemenetéhez csatlakozik, amely összeadó kímenete egyrészt a tároló bemenetét, másrészt a kapcsolási részegység kimenetét képezi. A memória két kimeneti egységéhez csatlakozó második kapcsolási részegység szorzókból, összeadókból 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
