Устройство для автоматического управления инерционным объектом при ограниченном управляющем воздействии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНЕРЦИОННЫМ ОБЪЕКТОМ ПРИ ОГРАНИЧЕННОМ УПРАВЛЯЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ , содержащее основной контур 5щравления, образованный последовательно соединенными формирователем сигнала ошибки, усилителемпреобразователем , обладающим насыщением, исполнительным.органом и объектом управления, выход которого соединен с вторым входом формирователя сигнала ошибки, и дополнительный контур, образованный последовательно соединенными дифференциатором, первым ключом, первым релейным блоком и бторым релейным блоком, выход которого соединен с вторым входом уси- . лителя-преобразователя и вторым входом первого ключа, о т л и ч а ющ е е с я тем, 4TOj с целью повышения точности управления, в него введены последовательно соединенные масштабный блок, компаратор и второй ключ, выход которого соединен с втоi (Л рым входом второго-релейного блока, а второй вход - с выходом формирователя сигнала ошибки и вторьм входом компаратора,, причем вход мас штабного блока соединен с выходом дифференциатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3477672/18-24 (22) 30.07.82 (46) 07.04.84. Бюл. Ф 13 (72) В.Н. Карпов, В.М. Липатов .,и Н.Я. Половинчук (53) 62-50(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ф 277906, кл. G 05 В 11/01, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 196154, кл. G 05 В 11/06, 1967 (прототип).. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС-.

КОГО УПРА3ЛЕНИЯ ИНЕРЦИОННЫМ ОБЪЕКТОМ

ПРИ ОГРАНИЧЕННОМ УПРАВЛЯЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ, содержащее основной контур управления, образованный последовательно соединенными формирователем сигнала ошибки, усилителем-преобразователем, обладающим насыщением, исполнительным органом и объектом..Я0„„1084729 A (д) С 05 В 11/06 управления, выход которого соединен с вторым входом формирователя сигнала ошибки, и дополнительный контур, образованный последовательно соединенными дифференциатором, первым ключом, первым релейным блоком и вторым релейным блоком, выход которого соединен с вторым входом уси- . лителя-преобразователя и вторым входом первого ключа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что; с целью повыше ния точности управления, в него введены последовательно соединенные. масштабный блок, компаратор и второй ключ, выход которого соединен с вторым входом второго релейного блока, а второй вход — с выходом формирователя сигнала ошибки и вторым вхо дом компаратора,.причем вход масштабного блока соединен с выходом

-дифференциатора.

1084729

Цель изобретения - повышение точности управления.

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано при создании систем управления инерционными .объектами при ограниченном управляющем воздействии.

Известно устройство, представляющее собой двухконтурную систему регулирования. В первом контуре этой системы включен трехпозиционный релейный элемент, реагирующий

l на сумму сигналов, пропорциональ° ных ошибке и ее производной, во втором контуре включен двухпозиционный релейный элемент без зоны не- 15 чувствительности, реагирующий на знак производной ошибки. Во время работы второго контура первый отключается f1) .

Недостатком устройства является 20 существенная колебательность процесса управления во всех режимах работы, а также низкое качество регули.— рования в области малых сигналов ошибки и ее производной. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического управления инерционным объектом при ограниченном управляющем воздействии, содержащее основной контур управления, образованный последовательно соединенными формирователем сигнала ошибки, усилителем-преобразователем обладающим насыщением, испол35 нительным органом и объектом управления, выход которого соединен с вторым входом формирователя сигнала ошибки, и дополнительный контур, образованный последовательно соединен-, ными дифференциатором, первым ключом, первым релейным блоком и вторым релейным блоком, выход которого соединен с вторым входом усилителя-преобразователя и BTopbM входом первого

pj.

Недостатком данного устройства является большое перерегулирование колебательность и время переходного процесса при значительной величине произведенной ошибки в момент выключе50 ния форсирующего управления, что особенно проявляется для объектов большой инерционности при обработке задающих воздействий в виде ступен 55 чатого сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные масштабный блок, компаратор и второй. ключ, выход которого соединен со вторым входом второго релейного блока; а

Второи вход — с выходом формирователя сигнала ошибки и вторым входом компаратора, причем вход масштабнбго блока соединен с выходом дифференциатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства.

На фиг. 2 изображен фазовый портрет, поясняющий работу устройства.

Устройство содержит формирователь 1 сигнала ошибки, усилительпреобразователь 2, обладающий насыщением, исполнительный орган 3, объект

4 управления,.дифференциатор 5, первый 6 ключ, первый 7 и второй 8 релейные блоки, масштабный блок 9 и компаратор 10, второй ключ 11. Ключи 6 н 11 являются размыкающими.

Устройство работает следующим образом., Пока модуль производной ошибки.

/ Г / меньше определенной величины

/Я / действует только основной контур.При /E/ÓÅñðàáàòûâàåò блок 7 и подает на вход блока 8 постоянный повеличине сигнал U = +V (U — выходной сигнал первого релейного блока), знак которого определяется знаKdM. Г . Однако блок 8 срабатывает только в том случае, если к величине 1Ч íà его входе прибавляется (а не вычитается) совпадающий по знаку сигнал ошибки, превосходящей по абсолютной величине некоторое постоянное значение Е (т.е., если выполиш1 ется условие Sign E = 81яп E,) .

При срабатывании блока 8 с его выхода форсирующий сигнал одновременно подается на второй вход усилителя-преобразователя 2, и на второй вход первого ключа 6. Блок 7 отключается, а блок 8 удерживается во включенном состоянии до тех пор, пока ошибка по абсолютной величине не уменьшится до некоторой достаточно малой величины 4--, или если выполнится равенство E -КЕ, вследствие чего. с выхода компаратора 10 поступит сигнал на запирающий вход второго ключа 11. При этом блок 8 отключается, форсирующий сигнал на его выходе исчезает и управление осу084729 4 с целью обеспечения требуемых характеристик устройства.

На фиг. 2 для начальных условий

, Я„ (точка А) изображен фазовый портрет движения изображающей точки для известного устройства (штрихоКоэффициент К в общем случае мо- вая линия) и предлагаемого (сплошжет быть задан функцией вида ная линия). Для точки В эти траектоl

К K(f,E). Однако с целью упроще- рии совпадают. ния масштабного блока 9.целесообраз- 10 . Как видно из фиг. 2, включение нее принять его постоянным K=const. цополнительно трех элементов позвоЗначения параметров К,,E :, Я, под- лит уменьшить амплитуду и число бираются экспериментально при наст- колебаний, а также сократить время ройке системы при ее моделировании переходного процесса.

1084729

Составитель Г. Нефедова

Редактор Е. Лушникова Техред Л.Иикеш Корректор В. Синицкая

Заказ 1996/40 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4