Нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с переменной структурой

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iп 5 84284

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 06.04.76 (21) 2347383/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. 6 05В 13/02 (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень № 46 (53) УДК 62:52(088.8) (45) Дата опубликования описания 07.12.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Г. Некрасов и E. Г. Жанжеров (71) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к системам автоматического управления с переменной структурой.

Известны нелинейные корректирующие устройства для систем автоматического управления с переменной структурой, позволяющие получать в системе скользящие режимы.

Скользящие режимы позволяют получать независимость движения системы от параметрических и внешних воздействий. Однако для получения таких режимов требуется вычислять n — 1 производных от сигнала ошибки, где и — порядок системы. Практическое решение этой задачи весьма затруднительно.

Исключается это в системах с переменной структурой при использовании ограниченной информации о состоянии системы за счет изменения логики переключения. Наиболее близким к изобретению является нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с переменной структурой, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, блок изменения структуры и первый коммутатор, вторые входы которых соединены с первым входом устройства, второй сумматор, первый и второй входы которого через первое и второе безынерционные звенья соединены соответственно с первым и вторым выходом первого коммутатора, причем первый вход первого сумматора соединен со вторым входом устройства. Однако это известное устройство не позволяет изменять характеристики закона управления в процессе регулирования.

Целью изобретения является повышение быстродействия системы и ее точности. В описываемом устройстве это достигается тем, что оно содержит второй коммутатор, управляющий вход которого соединен с выходом

10 первого сумматора, другие входы соединены соответственно с первым входом первого сумматора и выходами безынерционных звеньев, в выходы подключены к третьим и четвертым входам первого и второго сумматоров.

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.

Оно содержит первый сумматор 1, блок 2 изменения структуры, первый коммутатор 3, два безынерционных звена 4 и 5, второй сумматор 6 и второй коммутатор 7.

На первый сумматор 1, формирующий функцию переключения, подаются сигналы ошибки, ее первой производной и сигнал с выхода безынерционного звена через второй коммутатор 7 в замисимости от состояния первого коммутатора 3. Блок 2 изменения структуры на основе информации о знаках сигнала ошибки и сигнала функции переключения с помощью первого коммутатора 3

30 изменяет структуру системы, изменяя выход584284

Заказ 2717/13

Подписное

Изд. № 1000 Тираж 1109

Типография, пр. Сапунова, 2 ное воздействие по сигналу ошибки, получаемое на выходе второго сумматора б.

Функция переключения формируется как линейная комбинация сигналов ошибки, ее первой производной и сигнала с выхода одного из безынерционных звеньев в зависимости от состояния первого коммутатора 3. Эти сигналы берутся с определенными весовыми коэффициентами, которые изменяются при отсутствии и наличии в системе скользящего режима. Работа второго коммутатора 7 заключается в том, что он распознает наличие в системе скользящего режима или его отсутствие. Это он делает на основе анализа сигнала функции переключения, который в скользящем режиме является высокочастотным. Частота переключения зависит только от характеристик блока 2 изменения структуры и первого коммутатора 3 и может достигать больших значений. Исполнительные цепи второго коммутатора 7 при наличии высокочастотного режима находятся в одном устойчивом состоянии, а при его отсутствии— в другом.

Таким образом, при существовании в системе скользящего режима второй коммутатор

7 дополнительно к первому 1 и второму б сумматорам подключает одни значения сигнала ошибки и ее производной, а при его отсутствии — другие значения, изменяя частотные характеристики корректирующего устройства в целом и фазовые соотношения функции переключения. Фазовые соотношения функции переключения изменяются так, чтобы в системе всегда существовал скользящий режим.

Способность системы к восстановлению скользящего режима в случае его срыва позволяет повышать ее точность и быстродействие, так как не требует большого веса производной в функции переключения при изменяющихся параметрах системы управления.

5 Введение второго коммутатора выгодно отличает описываемое устройство от известных, так как позволяет изменять фазовое опережение и коэффициент передачи корректирующего устройства при наличии в системе

10 скользящего режима и его отсутствии. Такое изменение приводит к повышению быстродействия системы и ее точности. Одновременно этот блок позволяет восстанавливать в системе с изменяющимися параметрами сколь15 зящий режим в случае его срыва.

Формула изобретения

Нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с пе20 ременной структурой, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, блок изменения структуры и первый коммутатор, вторые входы которых соединены с первым входом устройства, второй сумматор, первый

25 и второй входы которого через первое и второе безынерционные звенья соединены соответственно с первым и вторым выходом первого коммутатора, причем первый вход первого сумматора соединен со вторым вхоЗ0 дом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй коммутатор, управляющий вход которого соединен с выходом первого сумматора, другие входы соединены соответ35 ственно с первым входом первого сумматора и выходами безынерционных звеньев, а выходы подключены к третьим и четвертым входам первого и второго сумматоров.