Система автоматического управления

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К 8УОРСИОМУ СВИДИТЮЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свил-ву(22} Заявлено 14.12.76 (21} 2431571/18 24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 06. 02.796юллетеиь № 5

Дата опубликования описания 08. 02.70 iii 6463(}5

Союз Соаетскни

Соцналнстнмескнх

Республик

2 (51} М. Кл.

Cj 05 В 13/02

Гвсудзрственнюй кватет

СССР ке делам извбрвтенкк и юткрмтий (53) УДК62-50

{088,8) (72) Автор изобретения

П. B. Койфман (71) Заявитель

{54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в тех отраслях технической кибернетики, где требуется произвести операции поиска и удержания значения некоторой функции от регулируемой ве личины в определенной области.

Известны системы автоматического управления, предназначенные для целенаправленного поиска и удержания значения заранее заданной функции от регулируемого параметра - функции цели в определенной области 1).

Из известных систем автоматического управления наиболее близкой по технической сушности является система автоматического управления, содержашая источник опорного сигнала, измерители рассогласования, выход первого из которих через последовательно соединенные формирователь сигйала управления, объект управления и датчик регулируемой величины подключен ко входам вычислителя функции цели и вычислителей максимально и минимально допустимого значений функции цели, выход объекта управления соединен с первым входом первого измерителя рассогласования, ко второму входу которого через интегратор подключен выход ключа, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего измерителей рассогласования, выход вычислителя функций цели подключен к первым входам второго и третьего измерителей рассогласования, выходы вычислителей максимально и минимально допустимого значений функции цели подключены соответственно ко вторым входам второго и третьего измерителей рассогласования

Недостатком данной системы является то, что она может быть применена тол ко в тех случаях, когда функция целиЯ, ;, ...Р/ во всей области возможных значений от к ь до ху регулируемой

4 величины о монотонна, т.e. ее первая

646305 с Г

Е п „,д„, 5

dE

ЕАОП!пах и >О

Зх

ИЛИ ак Е !,, и!, „H .0

dx кооп к с!д =- HPN

55 производная д-,.- не меняет знака на атом

ЯE интервале.

Цепью изобретения является расширение обпасти применения системы автоматического управления на случаи, когда функция цели в интервале возможных значений регулируемой величины имеет экстремум. Эта цель достигается тем, что в известную систему автоматического управления дополнительно введен сигнум-реле, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами источника опорного сигнала, датчика регулируемой величины и вычислителя функции пели, а выход - с третьим входом ключа. Ввведение сигнумреле обеспечивает выбор правильного направления поиска в зависимости от то."о на нисходяшей или восходяшей ветви кривой функции цели Е располагается исходная точка, то есть от знака производной.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемой системы; на фиг. 2 приведен пример графиков функции цели

E--Е(х,g...vj и ее допустимых максимального и минимального значений !

=Аоп mc x(!»9 "г) д „„,„(х,q "г) по всей области возможных значений регулируемой величины Х от Х!, по

Х

Х для определенных внешних параметров g ...г .

Система содержит основной контур регулирования 1, первый, второй и тр тий измеритель рассогласования 2, 3, 35

4, формирователь сигнала управления 5, обьект управления 6, контур подстройки

7, датчик регулируемой величины 8, вычислитель функции цели 9, вычисли40 тели максимального и минимального допустимого значений функции цели 10, 11, ключ 12, источник опорного сигнала 13, интегратор 14, сигнум-реле 15, регулируемая величина Х, сигнал рассогласования Я, функция цели Е, Ao45 пустимые максимальное и минимальное значения функции целиЕ иЕ

АОП Ва!С 4О!! !!!!П опорный сигнал!! „, сигнал задания х ои 3Q э внешние возмущения pl

Алгоритм работы системы описывается следуюшими соотношениями: х- ®хд

dE дон и!о!х М вЂ”

Дх

ИЙИ

3Е дон е п и С

Jx p х =со!!5 при E

АОп и! !! где A(p)- передаточная функция основно-. го контура 1, выбранная так, чтобы 6 х зс д - х п11 и

К - безразмерный коэффициент, oiiределяемый конструкцией интегратора 14; р — оператор Лапласа.

Система работает следуюшим образом.

Пусть функция цели Цх,0,. лг имеет минимум, а управляемая величина Х в некоторый момент времени оказалась равной Х1 (точка A на фиг. 2), а значение функции цели в атой точке большим, чем допустимое максимальное эначениеЕ(х,q... !) .

Тогда на выходе второго измерителя рассогпасования 3 между значениями функции цели и ее допустимым максимальным значением появится сигнал, а на выходе третьего измерителя рассол ласования 4 сигнал будет отсутствовать.

На вход интегратора 14 через сигнумреле 15 и ключ 12 будет подан положительныйсигнал от источника 13 опорного сигнала.

Вырабатываемое интегратором 14 заданное значение регулируемой величины

Х.! будет непрерывно расти. На выходе первого измерителя рассогласования 2, а следовательно,,на входе формирователя сигнала управления 5 появится соответствуюший сигнал. Формирователь

5 будет вырабатывать такой сигнал управления, подаваемый на вход обьекта управления 6, чтобы значение регулируемой величины х также росло. Рабочая точка на кривой != (фиг. 2) будет перемешаться вправо пока не войдет в. область допустимых значений. B атом случае система функционирует также, как и известная система автоматического управления.

Рассмотрим другой случай. Пусть управляемая величина Х оказалась par най Х, а значение Я функции цели в атой точке (точка И на фиг. 2) большим, чем допустимое максимальное значение „ (>(,S ... г) .

Пусть сигнум-реле 15 в начальный момент находится в том же состоянии, что и в первом примере. Тогда система начнет у"еличивать Х с, ., т.е. удалять рабочую точку от заданной области. Но как только такое удаление начнется, сигнум-реле 15 определит знак производной — и произведет переключение Е ах полярности опорного сигнала. На входе интегратора 14 появится отрицательный сигнал, значение X начнет уменьшаться, что приведет к уменьшению регулируемой величины Х . Процесс будет продолжаться до тех пор, пока значение функции цели Е не окажется внутри области допустимых значений.

Система функционирует аналогично, если начальные рабочие точки окажутся на других участках кривой (точки С и

Л на фиг. 2) или если кривая Е(х,g.. г) имеет максимум.

Если в процессе работы из-за изменения внешних параметров(... и, вследствие внешних воздействий р или по другим причинам значение функции цели выйдет из допустимой области, система

BHoBb произведет целенаправленный поиск

Как видно иэ описания и алгоритма работы, использование в системе нового элемента сигиум-реле значительно расширяет область применения системы.

Техническая эффективность применяемой системы определяется тем, что область применения ее значительно шире, чем у известной системы, так как большинство реальных процессов имеет экстремум функции цели.

Формула изобретения

Система автоматического управления, содержашая источник опорного сигнала, измерители рассогласования, выход первого из которых через последо тельно соединенные формирователь сигнала управления, объект управления и датчик регулируемой величины подключен ко входам вычислителя функции цели и вычислителей максимально и минимально допустимого значений функции цели, выход объекта управления соединен с первым входом первого измерителя рассогласования, ко второму входу которого через интегратор подключен выход ключа, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего измерителей рассогласования, выход вычислителя функции цели подключен к первым входам второго и третьего измерителей рассогласования, выходы вы числителей макс имальн о и минимально допустимого значений функции цели подключены соответственно ко вторым входам второго и третьего измерителей рассогласования, о т л и ч а юш а я с я тем, что, с целью расширения области применения системы, она содержит сигнум-реле, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами источника опорного сигнала, датчика регулируемой ве личины и вычислителя функции цели, а выход — с третьим входом ключа.

f5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельства СССР

No. 330429, кл. Cj 05 В 13/02, 08. 07. 70.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 557349, кл. Cj 05 Б 13/02, 17. 06. 7 5.

646305

Составитель Г. РоМанченко

Тепрел М. Борисова Корректор Л. Небола

Редактор С. Равва

Филиал НПП Патент, г. Ужгороп, ул. Проектная, 4

Заказ 110/37 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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