Патент ссср 416664

ОПИСАН И

ЙЗОБРЕТЕЙЙЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10Х.1971 (№ 1649874/18-24) М Кл. G 05b 13/02 с присоедипенпем заявки ¹

;1риорнтет

Гасудврственныи комитет

Совета Министров СССР аа делам изааретвний и открытий

АБДТ, с121..3.078(088 8) Опубликовано 25.11.1974. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 11Л II.1974

Авторы изобретения

И. С. Балтовский, И. Д. Большагин, H. H. Леонов и В. Л. Лопатин

Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики

Заявя.тель

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР

Изобретение касается автоматического регулирования и может быть использовано для автоматизации различных производственных процессов.

Извес. ец а втом а1ичсский оптимизатор, содержащий генератор импульсов, тактовый генератор, подк.поченный к блоку определения приращения, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго триггеров, первых схем сборки и совпадения, второй выход блока определения приращения соединен с первыми входами второй, третьей и четвертой схем совпадения, выход второго триггера подключен к первому и второму входам третьего триггера, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, первый выход которого соединен со вторым входом четвертой схемы совпадения, второй выход четвертого триггера соединен со вторыми входам и второй и третьей схем совпадения, третий вход третьей схемы совпадения подключен к выходу первого триггера, второй вход первой схемы совпадения соединен с выходом пятого триггера, первый вход которого соединен с первым входом второй схемы сборки и с выходом пятой схемы совпадения, первый вход которой подключен к выходу четвертой схемы совпадения и входам первой и второй схем задержки и шестой схемы совпадения, другой вход которой соединен с выходом шестого триггера, выход первой схемы задержки через первую и вторую схемы сравнения подключен к соответствующим входам третьей схемы сборки, другой вход первой схе5 мы сравнения подключен к выходу счетчика, первый вход которого соединен с выходом третьей схемы совпадения и вторым входом второго триггера, выход первой схемы совпадения соединен с первым входом шестого триг10 гера, выход второй схемы совпадения подключен ко второму входу второй схемы сборки, выход которой через исполнительное устройство соединен со входом объекта управления, выход которого подключен к другому. входу

15 блока определения приращения.

Иедостатком пзвестного оптимиза ора является неудовлетворительное быстродействие.

Кроме того, с увеличением частоты тактового генератора возрастает ошибка слежения.

20 Цель изобретения — повышение быстродействия и точности работы оптимизатора.

Для достижения поставленной цели оптимизатор содержит два дополнительных счетчика и формирователь импульсов, входы которого

25 подключены соответственно к выходу третьей схемы сборки и через кнопку — к выходу генератора импульсов, выход формирователя импульсов подключен к соответствующим входам всех триггеров, первой схемы сборки, счетÇ0 чика и первого дополнительного счетчика, дру41 66114

+ Л, если Л„= U(nT) — //(!2Т вЂ” Т) -0; — Л, если Л„-- У(22Т) — //(/2Т вЂ” Т)(О.

Импульсы +Л и — Л поступают на и;Одl

cxcAt совпадения 1 и 12, а на выходс схе .1: .=борки 9 либо есть единичный пх!пу„!ъс, л;!))1) !ет, r, е. c„=-О, либо 0„=1. Сигнал с вых!)да схемьi 9 поступает на вход псполнитечьного 45 ус!ро!!Ствя 27, алгоритм работы которого и.,lcст вид.21„, если .-„-- О

2)n 1 . ---rI, если,, = 1, )п 60 где !1,, - выходной сигнал испо IHHTcëblll)10 устройства на !2-ом такте:

)!!)=- —, U„, т. е. постоянному уровшо иапря:i.ния произвольного знака.

Выходной сигнал с исполнительного устрой- 66

< тва 27 подается на объект 28.

При работе без блокирования импульсов со входа блока 2 па выходе схемы 9

=„-- 1, если Л, — Л, 60 блокировки! в случае, если Л. I + A; Л, — Л

a„= 1

1, если Л, z:+Л; Л, — -Л, 66

)ой вход которого соединен с выходом шестой схемы совпадения, а выход — с другим входом второй схемы сравнения, третий вход которой подключен к выходу второго дополнительного счетчика и к другим входам первой cxcмы сравнения и пятой схемы совпадения, входы второго дополнительного счетчика подключены соответственно к выходам второй схc;;Ibl зя д р>ккп и первой схемы сборки. !

1а чертеже представлена блок-схема опти- 10 мизятора.

Устройство содержит формирователь и:пульсов 1, блок определения приращения 2, тактовый гепсратор 3, генератор импульсов 4, счет щки 5, 6, 7, схемы сборки 8, 9, 10, схемы совпадения 11 — 16, схемы сравнения 17, 18, схемы задержки 19, 20, триггеры 21 — 26, испол)штельное устройство 27, объект управления 28 и кнопку 29.

ОГ)1;)мпзатор работает с.!Яду!Ощим образом. 70

Прп па>катин кнопки 29 импульсами гс:)ерагора 4 запускается формирователь 1, выходной сигнал которого устанавливает в сосгояние «О» триггеры и счет !ики 5 и б, я в счетчике 7 записывает «1». В на)альном состоянии

HH одп:1 из входов схемы совпадения 11 поступает разрешающий потенциал с нулевого выхода триггера 24, а схемы совпадения 12, 13 и 16 закрыты, так как один из входов каждой схемы связан с единичным выходом одного из 0 триггеров.

Функция на выходе объекта меняется по закoilv U (/) = U (/). В моменты времени О, 1Т, 21 ....,nT, определяемые импульсами тактового генератора 3, имеющего период Т, блок 2 выдает импульсы на выходе где 222 — автоматически выбираемая вер няя граница числа блокируемых импульсов в c) ационарпом режиме.

Положим, что в системе началось дви>кение к экстремуму. При этом блок 2 выдаст импульсы - -Л. Под действием импульсов ) тригтеры 21, 22 переходят в состс)я и« 1:, триггер 2; также переводится и согто>)пиг перепадом напряжен))я с единично)о выхода триггера 22. С единичного выхода триггера 2! подается разрешающий уровень напря>ксппя па вход схемы совпадения 12. Вследсти)е того, что объект имеет параболическую х>!ряктс;)истику, через несколько тактов выходные и .:пульсы блока 2 станут отрицательнымп и через схему совпадения 12 будут проходи.ь на вход счетчика 5, а триггер 22 перебросят в состояние «О». риггеры 23 и 24 не изменят своих состояний. Вместе с тем отрицательные;),iпульсы — -Л проходят схемы совпадс!lii>1 l!. сборки 9 и каждый из них перекл)очасг и:.полпитель-IQP устройство 27. Все /г п))пульсо пачки с выходя схемы 9 попадают ll» вх. д исполнительного устройства,;i:!исло /г уcrÿ1IàH.лHIt)ается в счетчике 5.

3 dTO )1 ими > . ) Ъсъ| с выходB блок i . )с)!И)О зпя к. 1 1ср:!!ли же пз этих .*UI Г)улbc()1; Ii сj)1) l> )— дит !риггеры 21 и 22 и состояние;.1». 11срспадом напряжения с единичного вы>п (i! 1;)и!— гера 22 три)>пер 23 )Iepeiлючается и cocþ)0!I!;!

«О», d грнггер 24 переводится в сос-оя;)пе «. перепадом напряжения с нулевого вых!),i;! григгера 23. Схемы совпаде»! 11 и 12 полу

-)аю) запрещающий потенциал на ихо.i:;, с)1>1-;янныс с нулевым выходом триггера 4, я сэ:— ма совпадения 13 получает разрешаю;цпй fioтенциал на в: од, соединенный с единич lbl). Иь)ходом три-.гера 24. При следующей пачке ОзpIIiIa;c. ьпых импульсов с выхода бло-„i 2 . сма совпадения 13 срабатывает, и с се в).!ходя

;. ульсы iioc., пают через cxåìó заде(;1;i;il 1:) !

1» вход счетчика 6, и через схсму сов)!11;!Спп>:

1 ) па в.:о,i гчсгчпка 7, !1срвый из llмп л!— сов с выхода схемы со)!Иадепи>! 13 про: одпт

cxt". )t ) coI3Iic/teil ii), 1 4, тс):к;;;! . cc Bxo;; соеди не и с выходом счетчика 6. С выхода схе ibi сов;!адения 14 первый импульс па ки — iipoxoдит через схему 9 на вход исполнитель.!îãî устройства и, кроме того, переключает триггер 25 и состояние «1», а с выхода схемы задержк:! 19 зяп!)Съ!в!!ет «I» в счетчике 6, в результате чего

cхемЯ совпЯдения 14 закрыВЯется. След) ioliillc затем импульсы пачки --Л проходят только ня входы счеl !иков 6 и 7. Вследствие того, lTÎ переключен!!е исполнительного устройства, в !

>езультате которого произошел поворот сис Гсмы на движение к экстремуму, осуществлено первы Г импульсом — -Л, а остальнь)е имп,льсы блокируются. Система возвращается к экстремуму за 2?2 тактов, причем )22 / . Число и запоминается в счетчике 6, а число (n2 —,,1) — — в счет.ике 7.

Если 11 системе произойдет случайный сбой ,)лп нс будет закончен переходной процесс, !)я возвращснп к экстремуму может потребо

416664 ваться т)lг тактов. Достижение случая т= < выявляет схема сравнения 17. В случае m=4 импульс, поступающий на схему сравнения

17 через схему задержки 20, проходит на схему сборки 10 и запускает формирователь 1. 5

При разовом срабатывании формирователя все триггеры и счетчики устанавливаюгся <3 начальное состояние. Схема задержки 20 обеспечивает эту установку в момент, ис совп )д()ющий ии с один<

11. Затем с выхода блока 2 проходит пачка положительных импульсов +Л, и следующие 15 импульсы — Л все пройдут на исполнительное устройство, а счетчик 5 запомнит число импульсов — Л. В следующем цикле исполнительное устройство переключается только первым импульсом из пачки отрицательных импульсов 20 — Л, остальные импульсы и, следовательно, переклю icklfttI блокируются. Если при этом буде :iîñièãíóò случай т(k, схема сра)3исии;:

17 не выдает сигнала для перевода триггеров и сч. )ИКОВ в начальное состояние. С окон а- 25 иисм пачки отрицательных импульсов — Л счстч.ii< 6 оказывается в состоянии и, а счетчик В состоянии (т+1). Первый же импульс появляющейся затем пачки +Л проходит схему сборки 8 и переводит счетчик 6 в ну<<евл<- 30 состояние. Одновременно импульсы пачки +, проходя схему совпадения 16, устанавлигаю! триггер 26 В состояние «1», и схема совпадения 15 закрывается до следующего срабатыI!BI!II!I формирователя 1. До этого xtoxieIITB 35 счетчик 7 будет хранить число (т+1).

Регулирование с блокировкой будет продолжаться до тех пор, пока текущее число импульсов В пачке — Л не станет (т+1) в розультате случайного сбоя или изменения иа- 40 !

)<)3)етр<3В системы. В этом случае схема cpau-!

i(.1! ия 1 8 В< ), (<)ет (т+ 1) -ый и33ИУ<)ьс )<<:)! и — < иа вход <рормирователя 1. При этом три)геры и счетчики переходят в начальное слстл»иие, IlpOxoilkI ))икл регулирования без блок,". 45 ровки, а затем вновь заблокируются <3се перскл)очения исполнительного устройства, кроме соответствующего первому импульсу пачки — Л на выходе блока 2. При этом будет определена новая верхняя граница m и будет продол- 50 жаться регулирование с блокировкой !In!i;)T ) числа импульсов.

Таким образом, схема задержки 20, счетчик

G и схема совпадения 14 позволяют осущест- 55 вить блокировку пачки импульсов — Л. кроме первого, что приводит к более быстрому Выведению Об1.скта на экстремум и снижает ошибку с1e»(ek!ия. Счетчик 7, записывающий минимальное число тактов, необходимое для бО процесса слежения с блокировкой ненужных переключений, со схемой сравнения 18 позволяют ускорить в случае сбоя или изменения!

)араметров си. гемы выход на экстремум, т. е. повысить помехоустойчивость системы.

Предмет изобретения

Лвтоматический оптимизатор, содержащий генератор импульсов, тактовый генератор, плдк;3к3ченный к блоку определения при!)ли!<-Иия, первый выход которого соединен с первыми

Входами первого и второго триггер<).3, ))ервых схем сборки и совпадения, второй Выход блока определения приращения соединен с первыми входами второй, третьей и четвертой схем совпадения, выход второго триггера подключен к первому и второму входам третьего триггера, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, первый вы: од которого соединен со вторым входом четвертой с. смы совпадения, второй выход четвертого триггера соединен со вторыми входами второй и TpcTbBII cxcxl ссвпадсиия, третии Вход TpcTh

cii схемы совпадения подключен к Выходу первого триггера, Второй ВКОд первой схемы соBпадения соединен с Выходом пятого триггера, пер<и гй Вход которого соеди))си с первым Вхо<о< Второ): схемы ."борки и с выходом пятой схемы coBIIB3eIIIIII, первый Вход которой по kкл)Очси и 33ыход< IcTBopToii схе3

i

Выходу генератора импульсов, выход формирователя импульсов подключен к соответс1)вую<цим входам всех р иггеро)3, первой схемы сборки, счетчика и первого дополнительного счетчика, другой вход которого соединен с выx01oxi шестой схемы совпадения, а выход — с другим,вхлдлм BTopoII cxBxtl.l сравнения, трсtèII Вход которои подключен и выходу второго дополнительного с:ет <ика и к д1утим Bxодам первой смехы сравиеи<ия и пятой схемы совпадения, входы второго дополнительного счетчика подключены соответственно к выходам второй схемы задержки и первой с. емы сборки, 1 едактог 1. Иванова

Составитель В. Аукашин

Текред Е. Борисова корректор Л. Орлова

Заказ 1475/8 Изд. М 517 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

lIo делам изобретений и открытий й1осква, 7Е,-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2