Способ компенсации взаимовлияния каналов систем управления
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистичесмик
Республик (61} Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.0777(2») 2502189/18-24 с присоединением заявки HPG 05 В 13/02
Государствеииый комитет
СССР
Во делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 0505 79 Бюллетень HP 17
Дата опубликования описания 0805.79 (53) УДК 62-50 (088.8) (72) Автор изобретения
Е.М. Потапенко (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ
КАНАЛОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к области автоматического регулирования и может найти применение в системах управления гидротурбин, летательных аппаратов и других движущихся объектов, а также в системах управления технологическими процессами.
Известен способ управления многомерными объектами (1), основанный на том, что в каждом канале управления замеряют регулируемую величину, формируют закон управления, в соответствии с которым вкт(ючают испол нительные органы для ликвидации рассогласования регулируемой величины, В технике существует большое количество объектов регулирования, в которых каналы управления оказываются вэаймосвяэанными. Например гидротурбины, работающие оТ одного резервуара воды, двухосная корректируемая гирорама, радиолокационная станция. Во многих случаях взаимовлияние каналов управления заранее предсказать невозможно. В то же время эта связь может оказывать существенное воздействие на работоспособность системы управления и привести к потере устойчивости.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ компенсации взаимовлияния каналов систем управления. путем формирования сигнала управления канала суммированием его входного сигнала с входным сигналом смежного канала !2).При этом способе сигналы ошибок одного канала вводятся в блок управления другого канала и используются для формирования закона управления.
Однако при таком способе компенсации взаимовлияние каналов может привести к возникновению консервативных колебаний или даже к потере устойчивости.
Укаэанный факт может быть продемонстрирован на примере,стабилизации летательного. аппарата по местной
2О вертикали с помощью инфракрасного построителя местной вертикали (ПМВ) с круговым сканированием линии горизонта Земли, ПМВ выдает информацию об угловом отклонении от местной вертикали по двум каналам х и у. Выходные напряжения определяются за-висимостями
»1х "Ьв и (p«p„ l= U>(сosp„siny+sjnp„coeval, ЗО ц ц сов(+ у)«цр(со69» сов 1 з1пд з»п )э (11
661509 (2) R ©osp ls1ng) Формула изобретения
3 где U — напряжение неразложенного (Ъ сигнала, являющегося функцией угла ) ;
fh- угол отклонения оптической оси прибора от местной вертикали;
) - угол, характеризующий
:ориентацию плоскости отклонения в связанной с ПМВ системе координат
Оху; р»,р„- взаимовлияние каналов, которое может меняться в процессе эксплуатации прибора в широком диапа зоне (за счет старения элементов, 10 изменения температуры, изменения угла Р и тд).
Анализ динамики летательного аппарата с рассмотренным ПМВ показывает, что взаимовлияние каналов при р„,р„ О не прйводит к существенным, изменениям в динамике летательного аппарата. При 9„ 9> > 0 в системе может возникнуть устойчивое коническое движение вокруг местной вертикали (автоколебания в каналах х и у, сме-, щенные по фазе на угол М/2). Причем при Р»(0, Я„(О движение происходит против часовой стрелки, а при
p< > О, pÄ>0 по — часовой стрелке;При этом требуемая точность не будет достигнута. Кроме того, для конических движений характерно повышенное энергопотребление вследствие длительного:и частого включения исполнитель-! ных органов. К аналогичному эффекту . ЗО может привести также перекос испол - нйтельйых:органов, изменение=йнер - " -" ционных характеристик летательного аппарата и другие факторы. Такое же явление может иметь место в систе- 35 мах автоматического регулирования других областей.
Целью изобретения является повышение точности компенсации взаимовлияния каналов.
Эта цель достигается тем, что по предложенному способу фиксируют направление и последовательность включения исполнительных органов, в соответствии с которыми изменяют вели- 4 чину и знак входного сигнала смежного канала при суммировании..Ва чертеже представлена структурная схема системы, реализующей способ.
Она содержит каналы 1 и 2(х и у)..
Каждый канал содержит чувствительный элемент 3, замеряющий регулируемую величину, блок управления 4, формйрующий закон управления исполнительным органом 5, сумматор 6 и блок самонастройки 7, осуществляющий анализ порядка включения исполнительных органов 5 и формирование коэффициентов суммирования сигналов.
Система, в которой в качестве чув- 6) ствительного элемента, например, ис- пользован инфракрасный построитель местной вертикали, работает следующим образом.
В блоке самонастройки 7 аналиэиру . ется порядок исполнительных органов 5 и определяются знаки взаимовлияния каналов чувствительных элементов р„, р . При наличии циклических последовательностей включения исполнительных органов 5 на входы блоков управления
4 поступают сигналы
1 ц =ц +ц ц =u Г(созр +я sinp )за +(м -R,ñoß.
,-», Р1. х
° cos )-) ц „=и„К и„=-О (Y
В зависимости or знака параметров
9 присваиваются знаки коэффицйентам В,1 и R> таким образом, чтобы членЫ s1np»- R„cosр», з1п Р, + В совр, уменьшились по модулю. После этого повторно анализируется чередование включения исполнительных органов 5.
При сохранении последовательности включений коэффициенты R< и R> увеличиваются по модулю. Последовательность включения исполнительных органов 5 сохраняется до тех пор, пока один из членов (1) не обратится в нуль. Таким образом, наиболее опасная часть взаимовлияния каналов будет скомпенсирована, а круговые предельные циклы устранены.
Вследствие устранения предельных циклов точность работы системы повышается, увеличивается ее быстродействие и снижаются затраты энергии на управление.
Моделированйе на ЦВМ динамики системы управления, представленной на черетеже, подтвердило ее способность автоматйчески компенсировать заранее неизвестное взаимовлияние каналов и устранять нежелательные предельные циклы, вследствйе чего, точность повышалась и уменьшались затраты энергии на управление.
Способ компенсации взаимовлияния каналов систем управления путем формирования сигнала управления канала суммированием его входного сигнала с входным сигналом смежного канала, отличающийся тем, что,с целью повышения точности компенсации взаимовлияния, фиксируют направление и последовательность включения исполнительных органов, в соответствии с которыми изменяют величину и знак входного сигнала смежного канала при суммировании.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Браух А., Векессер К. Система управления дрбитой и ориентацией
661509
Составитель Г. Нефедова
Техред Н.Бабурка Корректор О. Билак
Редактор Л. Утехина
Тираж 1014 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делаМ изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 2473/49
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 саязного спутника
Сб. Управление в т. 1, "Наука", 1972, рис. 5, 6.. Симфония, космосе, с. 182, 2. Бесекерский В.A., Попов Е.П.
Теория систеМ автоматического регулирования. Наука, 1972, с. 123, рис. 5-14б.
