197633. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés adaptív mintavételes szabályozó megvalósítására
197633 1 A találmány tárgya eljárás és berendezés adaptív mintavételes szabályozás megvalósítására, melynek mintavételi vagy letapogatási ideje állandó, és dinamikája változtatható. Az állandó mintavételi vagy letapogatási idővel rendelkező mintavételes szabályozás nagy jelentőséggel bír a mikroszámítógépes szabályozókörök területén, mivel ezeknek a mikrogépes szabályozóknak egy T állandó időintervallumon belül ciklikusan kell feldolgozniuk egy meghatározott számítási algoritmust (szabályozási kiegyenlítést). Minden szabályozási körtől megkövetelik, hogy a lehető legrövidebb időn belül kiszabályozza a zavaró jeleket és egy vezető jellemzőre optimálisan reagáljon. Ekkor a legrövidebb felépülési idő a mindenkori időpontban rendelkezésre álló beavatkozószerv teljesítménytől is függ. Annak érdekében, hogy a rendelkezésre álló beavatkozószerv teljesítményt figyelembe véve egy időben optimális szabályozót lehessen megvalósítani, a mindenkor rendelkezésre álló beavatkozószerv teljesítményét tekintve az m beállási lépésszámot változtatni kell. Az eddig alkalmazott, véges beállítási idejű szabályozók, melyeknek szabályozástervezési szintézisegyenleteinek részletes ismertetése megtalálható Föllinger, O.: Lineáris mintavételi rendszerek" c. művében (R. Oldenbourg, Verl. München, Wien, 1978), a periodikus szabályozók (optimális szabályozók) és szuboptimális szabályozók. Az aperiódikus szabályozók esetében elméletileg maximális követelményeket támasztanak a beavatkozószervteljesítményével szemben (maximális dinamika: a ta felépülési idő egyenlő a T állandó időintervallumú mintavételi idővel), és emiatt ezeket nem lehet másod- vagy magasabb fokú szabályozási szakaszokban alkalmazni. A korlátozott beavatkozószerv teljesítmény miatt többnyire csak kis jelű rendszerek valósíthatók meg. A hagyományos szuboptimális szabályozó algoritmusában sok tag van, emiatt az y szabályozó kimenőjel meghatározása nagyon számítás-, és ennélfogva nagyon időigényes művelet. Ha a felépülési idő t„=mXT, vagyis az m szabályozási lépések száma változtatható, akkor a szabályozási struktúra is és ezzel együtt a szabályozási algoritmus és a számításhoz szükséges idő is változik. Ezek a szabályozók emiatt ebben a formában nem alkalmasak olyan mikroszámítógépes szabályozókörök kialakítására, ahol egy T állandó időintervallumon belül ciklikusan kell feldolgozni egy meghatározott számítási algoritmust. A találmány célja olyan állandó mintavételi frekvenciájú, időben optimális mintavételes szabályozás kifejlesztése, melynek szabályozási struktúrája áttekinthető, csekély számítási ráfordítással könnyen számítható és kézben tartható. A találmány feladata tehát egy állandó mintavételi frekvenciájú mintavételes szabályozási eljárás, és az eljárás végrehajtásához megfelelő berendezés létrehozása, mely-2 nek szabályozási algoritmusa kevés tagból áll, és amelynél a szabályozási struktúra megváltoztatása nélkül lehet a szabályozási lépéseket oly módon változtatni, hogy a rendelkezésre álló beavatkozószerv teljesítmény kihasználásával mindenkor a legkevesebb számú szabályozási lépésre van szükség a kiszabályozáshoz, illetve a felépüléshez. A kitűzött feladatot a találmány szerint olyan adaptív mintavételes szabályozási eljárás kialakításával oldottuk meg, ahol a szabályozás a következő algoritmus szerint történik: y (n) =2 a,-y(n-i)+2 c,-R(n-m,), Í~1 t-1 ahol y(n = a pillanatnyi szabályozó kimenőjel a T=n-T mintavételi időpontban, m0=0 és T a mintavételi idő y(n-i) = a szabályozó kimenőjel a t=(n-l)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, eszerint egy olyan szabályozási algoritmust számítunk ki, mely algoritmus az s szabályozási szakasz kitevőjének megfelelően az s számú becsült y(n-l) szabályozó kimenőjel őszszegéből és az s+1 számú időben eltolt becsült R(n-mi) aperiódikus komponensek összegéből áll, ahol a ta felépülési idő beállíthatóságát az ms szabályozási lépések számának változtatásával érjük el. A találmány szerinti eljárás egy előnyös végrehajtási módja az, amikor a legkevesebb számú szabályozási lépés létrehozásához a pillanatnyi y szabályozó kimenőjelet egy maximális jellel összehajonlítjuk, amikor az alábbi egyenlet teljesül: Y G) <y max <y(ms-l). A találmány szerinti eljárás egy további előnyös végrehajtási módja az, amikor egy időben optimális mintavételes szabályozás megvalósításához rendelkezésre bocsátjuk a mindenkori pillanatnyi y max maximális kimenőjelet, mely a megengedett y határ határértékből és a mindenkori yi-(t) terhelési jelből a következő egyenlet szerint számítható: (ymax) === (yhalár Y* (t) ) A fenti eljárás végrehajtásához a kitűzött feladat megoldásaként olyan kapcsolási elrendezést alakítottunk ki adaptív mintavételes szabályozáshoz, mely a következő elemekből ál:- egy kivonótagból, mely egy első szabályozójel adatbemenetet, egy ütemezett második névleges érték adatbemenetet és egy ütemezett szabályozási eltérés adatkimenetet tartalmaz; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
