Способ формирования корректирующего сигнала для систем автоматического регулирования
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
M. Кл. G 05b 11!01
G 05Ь 5/01
Заявлено 02.VI 1.1970 (№ 1453174/18-24) с присоединением заявки №
Государственный камитет
G0BBTR Министрав СССР па делам изобретений и открытий
Приоритет
Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень ¹ 39
Дата опубликования описания 14.II.1974
УДК G21.3.078(088.8) Авторы изобретения
О. Г. Алексеев, Б. P. Выскубов, В. К. Колков и В. А. Шурилов
Заявитель
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО СИГНАЛА
ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Изобретение относится к области автоматического регулирования.
Известны способы формирования корректирующего сигнала для систем автоматического регулирования, по которым входной спгпаl, например сигнал рассогласованид, огр".itè iивают по модулю и дифференцируют.
Однако при значительном уровне начального рассогласования наблюдается существенно вредное влияние ограниченной мощности исполнительного устройства на динамические свойства систем автоматического регулиров»ния.
Предлагаемый способ отличается тем, что продифференцированный сигнал складывают с его частью, предварительно выпрямленной и имеющей знак производной второго порядка от входного сигнала.
Это позволяет ослабить вредное влияние ограниченной мощности исполнительных устройств на динамические свойства ctiñòåì.
На фиг. 1 представлена блок-схема корректирующего устройства, реализующего предложенный способ; па фиг. 2 а и б — эпюры сигналов на выходе элементов корректирующего устройства.
Корректирующее устройство содержит дпфференцирующий контур 1 первого порядка, нелинейное звено 2 с характеристикой типа насыщение, дифференцирующий контур 3 второго порядка, сумматор 4, сглажпва;ощий выпрямитель 5 и формирователь 6 знака.
Прп формировании управляющего сигнала по предложенному способу исходньш сигнал
5 перед дифференцированием ограничивают по величине с помощью нелинейного звена 2.
Это приводит к уменьшению перегрузки исполнительного устройства при больших уровнях входного сигнала (начального рассогласо10 вания), а следовательно, и величины фазового запаздывания, вносимого исполнительным устройством.
При ограничении уровня исходного сигнала фазовое опережение, создаваемое дпффе15 ренцирующим контуром 1, уменьшается с увеличением уровня начального рассогласования системы. Это объясняется тем, что при увеличении уровня начального рассогласования системы происходит увеличение интервалов вре20 мени, в течение которых сигнаl xt, -на входе контура 1 постоянен по величине (равен уровшо органичеппя нелинейного звена 2). Производная же от постоянной величины равна нулю. В итоге положительный эффект, обус25 ловленный уменьшением перегрузки исполнительного механизма, в данном случае по 1TII полностью нейтрализуется вредным влиянием ограничения пcходного спгна за H:t величину эквивалентного фазоопереженпя, создаваемо30 го контуром 3. В связи с этим, применен te
399825 одного лишь этого приема в целом не приводит к расширению области устойчивости системы по уровню начального рассогласования.
Для ослабления вредного влияния ограничения исходного сигнала на фазные соотношения в системе формируется и алгебраически суммируется с рассмотренным сигналом х» дополнительный сипнал х, знак которого определяется второй производной исходного сигнала, а,величина — пропорциональна выпрямленному и оглаженному сигналу х . Введение в управляющий сигнал этой составляющей позволяет создать в канале регулирования необходимое фазоопережение как при малых, так и при,большуших уровнях начального рассогласования. Вместе с этим положительный эффект от ограничения в данном случае сохраняется, так как величина этой составляющей также получается ограниченной.
Физика процесса формирования управляющего сигнала по предложенному способу, а также роль и особенности его составляющих х и хз наглядно поясняются приведенными на фиг. 2 а и 2 0 э пюрами сигналов хь х, х, х, х;, построенными при различных значениях амплитуды входного гармонического сигнала х.
Эпюры, приведенные на фиг. 2а построены, lIIpH величине ам плитуды (а) сигнала х, удовлетворяющей следующему условию а=
В к где  — уровень ограничения выход ной ха рактеристики нелинейного звена 2;
Предмет изобретения
Способ формирования корректирующего сигнала для систем автоматического регулирования, заключающийся в том, что входной сигнал, например сигнал рассогласования, ограничивают по модулю и дифференцируют, отличающийся тем, что, с целью ослабления вредного влияния ограниченной мощности исполнительных устройств на динамические свойства систем, продифференцированный сигнал складывают с его частью, предварительно выпрямленной и имеющей знак производной второго порядка от входного сигнала.
К вЂ” коэффициент его усиления на линейном участке характеристики.
Эпюры, представленные на фиг, 2 б, построены при тех же значениях параметров В> и
К нелинейного звена, по при увеличенном в два раза значении амплитуды сигнала х.
Кроме эпюр сигналов на чертежах изображены (штрих) также и первые гармоники выходного сигнала х, позволяющие оценить характер изменения его эквивалентной амплитуды и фазоо пережения с увеличением амплитуды входного сигнала х.
При формировании управляющего сигнала по предложенному способу величины его экви15 валентного фаоопережения (q,-) и амплитуды (а,-) практически не зависят от амплитуды входного сигнала х, а следовательно, и от уровня начального рассогласования, что позволяет расширить область устойчивости систем по уровню начального рассогласования и повысить качество регулирования.
Х1
Х2
5 иг
Составитель 3. Маркова
Техред Л. Грачева Корректор Т. Добровольская
Редактор Е. Кравцова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 206/15 Изд. ¹ 45 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, SK-35, Раушская наб., д. 4/5