книги из ГПНТБ / Круашвили, З. Е. Автоматизированный нагрев стали

Решение этой системы имеет вид:

Отсюда

иг = иі + 2Ае~х,

где

А — — (и20 ■и10); В — — («10 -[- и.т) • 70;

где п10ин20— начальные значения потенциалов іі\ и и2.

В начале иІО=Н2о=0, затем по мере достижения по­ рога тем или иным релаксатором один из потенциалов («1 или и2) скачком принимает нулевое значение и ре­ шение уравнений продолжается при новых начальных условиях.

Вычисления выполняли с шагом Дт=0,01 в. Резуль­ таты сведены в табл. 8, на основании которой построен график, приведенный на рис. 75.

ТАБЛИЦА 8

Прежде чем анализировать график, отметим, что каждый релаксатор находится под воздействием внут­ ренних шумов, космического излучения и естественного фона радиоактивности, а также фона электромагнитных колебаний. Объединим все эти случайные воздействия под общим названием «шумы». Под влиянием шума по­ тенциалы зажигания иП и ип, испытывают флуктуа­ ции, поэтому период т между флуктуациями представ­

ляет собой случайную величину. Однако если включен

Когда работают несколько взаимодействующих ре­ лаксаторов, в точке их соединения поддерживается по­ тенциал и0, близкий к tin- В результате флуктуации вре­ мен — период і-того релаксатора) сильно возраста­ ют. Происходит нечто вроде усиления флуктуации.

График (рис. 75) свидетельствует о возможности уп­ равления частотой релаксаторов, причем средняя стати­ стическая частота почти не меняется. Следует отметить, что при вычислениях, результаты которых сведены в табл. 8, флуктуации не учитывались, так как дл-я схемы, приведенной на рис. 74, их роль невелика.

Следовательно, при управлении частотой релаксато­ ров можно изменять вероятность выдачи импульса с вы­

ходом распределительного устройства, которое в связи с этим можно рассматривать как управляемый генера­ тор случайных импульсов.

Учитывая, что плато (рис. 75) занимает 0,4 в, вероят­ ностное распределительное устройство можно рассмат­ ривать как нуль-орган или как схему сравнения потен­ циалов.

На рис. 76 приведена принципиальная схема разра­ ботанного /г-фазного управляемого стохастического ре­ лаксатора, который реализует вероятностный принцип управления, описанный в гл. III. Для осуществления способа с исключением объекта, получившего управляю­ щее воздействие на время, функционально связанное с функцией сравнения, в каждом диодном релаксаторе параллельно конденсатору С\ ставится времязадающий конденсатор С2, на который подводится сигнал функции сравнения в обратной фазе к питающему напряжению и который разряжает конденсатор Ct на величину потен­ циала, время восстановления которого и, следовательно, время начала генерации импульсов данной ячейки, яв­ ляется монотонной функцией сигнала сравнения. Этим достигается исключение указанного объекта из совокуп­ ности объектов, избираемых для управления.

Ниже приводится описание разработанных адаптив­ ных приставок управляющих устройств систем цент­ рализованного управления нагревательными печами.

Адаптивные управляющие устройства

Блок адаптации по интегральному критерию качест­ ва квазиидеального скользящего режима. Теоретичес­ кие предпосылки построения адаптивных систем с пере­ менной структурой, разработанных на основе использо­ вания интегральной оценки качества квазиидеальных скользящих режимов, описаны во второй главе.

На рис. 77 приведена схема адаптивной приставки к

регулятору СПС. На общий вход двух каналов связи dx

ѵ \ х 2— — ;

dx

Ci (г )— подстраиваемый в процессе адаптации угловой коэффициент линии переключения.

Один из каналов, названный каналом минимизации, условно можно разбить на два последовательно соеди­ ненных участка; входной и выходной. Входной образован

двумя параллельными ветвями, в которых диоды 1 и 2 включены в противоположных направлениях. В ветвях находятся также переменные резисторы 3 и 4. Диоды и сопротивления соединены контактными группами двухпозиционного поляризованного реле 5. Выходной учас-

Рис. 77

Схема адаптивной приставки регулятора с переменной структурой

ток канала минимизации состоит из контактных групп реле 5 и 6. Одна из контактных групп 6 шунтирована резистором 16. Выход канала подключен к управляюще­ му входу электрохимического сопротивления с па­ мятью 7.

Второй канал, названный каналом возврата, вход­ ной участок которого состоит из конденсатора 8 и резис­ тора 9, подключей через выпрямительную мостовую схе­ му 10, дииистор 11 и резистор 12 к контактной группе 13 регулятора СПС. При ХіфО или x2=f=0 один из контактов 13 замкнут, а при х \= х 2= 0 оба контакта 13 разомкну­ ты. Выходной участок канала составляет последова­

тельно соединенный переменный резистор 14, который через контактные группы реле 5 и 6 соединен с управ­ ляющим входом управляемого сопротивления 7. Кон­ денсатор 8 соединен с корпусом прибора через резис­ тор 15.

При движении изображающей точки в квазиидеальном скользящем режиме входной сигнал x%S является знакопеременной функцией, вследствие чего поступает на управляющий вход электрохимического управляемо­ го сопротивления с памятью через обе ветви входного участка канала минимизации. Положением якоря двух­ позиционного поляризованного реле выбирается ветвь выходного участка канала минимизации.

При движении изображающей точки во втором квад­ ранте в квазиидеалы-юм скользящем режиме, т. е. при замкнутых правых контактах реле 5, через диод 1 и ре­ зистор 3 или через диод 2 и резистор 4 сигнал поступает на управляемое электрохимическое сопротивление с памятью 7 через выходной участок того же канала;

учета влияния симметрии квазиидеального скользящего движения относительно начала координат во втором и четвертом квадрантах фазовой плоскости. Коэффициен­ ты усиления в ветвях входного участка канала миними­ зации, реализуемых переменными резисторами 3 и 4, предназначены для получения нулевого значения интег­ рала от входного сигнала при движении изображающей точки в квазиидеальном скользящем режиме по линии скольжения, определяемой необходимым запасом устой­ чивости апериодического квазиидеального скользящего движения.

При выходе изображающей точки из области сколь­ зящих режимов входной сигнал становится знакопосто­ янной величиной, вследствие чего потенциал на конден­ саторе 8 возрастает. При достижении порогового значе­ ния динистор 11 переходит в токопроводящее состояние. Одновременно запитываются обмотки реле 5 л 6, а по­ ложение якоря определяется полярностью заряда на конденсаторе 8.

Падение напряжения на резисторе 15 через резис­ тор 14, которым устанавливается коэффициент усиления

мый параметр вероятностным образом, корректируя в каждом акте управления распределение вероятностей выбора дискретных значений адаптируемого параметра в диапазоне их измене­

Контакты этих реле на­ ходятся в схеме управления исполнительного устройства.

Число отдельных ячеек в группах неограничено, его можно менять по усмотрению конструктора. Причем при совпадении импульса генератора коммутирующих им­ пульсов с импульсом любой ячейки из одной группы сра­ батывает реле (если совпадение произошло с импуль-

сом ячейки из группы, имеющей выходное реле), осу­ ществляя тем самым акт управления в замкнутой систе­ ме по положительной или отрицательной обратной связи, а при совпадении импульса ГКИ с импульсом ячейки из группы, не имеющей выходного реле, система размыкается, и сохраняется прежнее положение испол­ нительного механизма.

Управление в виде рассогласования или какого-либо другого характеризующего сигнала поступает на управ­ ляющие входы групп с выходными реле. Когда сигнал характеризующей функции (рассогласования) отличен от нуля, вероятность выбора группы, в которую посту­ пает этот сигнал, возрастает (положительные состав­ ляющие поступают в одно плечо, т. е. в одну группу, от­ рицательные— в другую), а вероятности выбора других групп уменьшаются. Состояние автомата в любой мо­ мент времени характеризуют матрицы (Ш-48) и (Ш-49), а переходы из состояния в состояние подчине­ ны выражениям (Ш-52) и (III-53).

Для четкой работы управляющего устройства необ­ ходимо, чтобы схема была высокочувствительной к уп­ равляющему сигналу, что требует реализации условий:

Р [ [ Х ( Т ) ] + Р П ( Г ) + Р Ш [х (т)] = 1 ;

Л И т)] = І ) р п [*(*)];

£=1

Лі( т>= £ Л ,,-(*>;

/=1

P Ï [х(т)] — вероятность выбора любой ячейки из первой группы;

Рп(т) — то же, для второй группы; •Рш[*(т)] — то же, для третьей группы;

Рц\ Риі;— вероятности выбора отдельных ячеек

Plllk

соответственно в первой, второй и тре­ тьей группах.

Для подачи коммутирующих импульсов в регулятор использовался УГКИ с несколько иной схемой (рис. 80).

Выходом такого УГКИ, как и ранее описанного, служит контакт реле, но в отличие от него обмотка реле включе­ на в анодную цепь одного из тиратронов схемы пересче­ та на два, что дает возможность менять скважность ком­ мутирующих импульсов в зависимости от сигнала управ­ ления.

Результаты испытания

Испытания макетов вероятностной адаптивной систе­ мы централизованного управления с переменной струк­ турой и вероятностного управляющего устройства прово­ дились на кольцевой печи № 2 трубопрокатного агрегата 400 РМЗ.

Промышленная диаграмма температуры пятой зоны нагрева приведена на рис. 81 (метками выделена запись при подключении вероятностной адаптивной системы централизованного управления с переменной структу­ рой). Как свидетельствует эта диаграмма, при использо­