Система с переменной структурой

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИИвСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Рес ублнк

<807205 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050178 (21) 2671071/18-24

{51)м. к„.з с присоеднненмем заявки No

G 05 В 13/02

Государственный комнтет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230281.Бюллетень Н9 7

Датаопуоликованняописания 230281 (53) УДК l 62-50 (088. 8) (72) Автор изобретения

A.Ä.Êðîõàëåâ (71) Заявитель (54) CHCTEMA С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ сования и через датчик скорости— с первым и вторым функциональными преобразователями, выход измерителя рассогласования соединен через последовательно соединенные пороговое устройство и первый элемент И со вторым входом первого функционального преобразователя и непосредственно - с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом второго функционального преобразователя, а выход которого через элемент HE - со вторым входом первого элемента И, а также с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом порогового устройства, а выход через первый функциональный преобразователь со вторым входом сумматора.

Система такого вида позволяет добиться повьваеиия быстродействия и1 значительного уменьшения перерегулирования при управлении объектами,o6ладающими большими инерционностями (3), Наиболее близкой по технической сущности является система с. переменной структурой, содержащая последовательно соединенные задатчикт йЪмеритель рассогласования, сумматор, 10

Изобретение относится к системе с переменной структурой и может быть использовано для управления объектами,обладающими большой инерционностью.

Иэвеста система с переменной структурой, содержащая последовательно соединенные эадатчик, измеритель рассогласования, суммирующее устройство, исполнительный механизм и объект регулирования, выход которого соединен со,вторым входом измерителя рассогласования и первим входом блока формирования функции переключения, второй вход которого - с .пер- 15 вым входом измерителя рассогласования, а выход через функциональный преобразователь — co вторым входом . суьЬярующего устройства, в котором значение функции переключения срав- 20 нивается с некоторым заданным пороговым значением и в зависимости от результатов сравнения осуществляется переключение к системе (1) и (2).

Известна также система, содержа- 25 щая последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, усилитель, сумматор, исполнительный механизм, выход которого соединен со вторым входом измерителя рассогла- 30

80 /205 преобразователь код-аналог, усилитель мощности, исполнительный механизм, редуктор и цифровой датчик, выход которого соединен со вторым входом измерителя рассогласования,,выход которого соединен с первым входом первого функционального преобразователя и через последовательно соединенные блок формирования функции переключения и второй функциональный преобразователь — со вторым входом сумматора Г4), .10

Недостатком известной системы является ее низ кое быстродействие при отработке больших рассолгасований (до 180б), Цель изобретения — уменьшение неререгулирования и повышение быстродействия системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе второй вход первого функционального преобразователя сое- Щ динен со вторым выходом блока. формирования функции переключения, а выход — co вторым входом второго функционального преобразователя .

На чертеже. приведена блок-схема д5 предлагаемой системы.

Система содержит задатчик измеритель 2 рассогласования, сумматор 3, преобразователь 4 код-аналог, усилитель 5 мощности, исполнительный механизм б, редуктор 7, цифровой датчик 8, первый 9 и второй 10 функциональные преобразователи,переключатель 11, первый 12 и второй 13 корректирующие усилители, блок 14 формирования функции переключения, Система работает следующим образом.

Задатчик 1 вырабатывает сигнал

PJ gq в виде двоичного кода. Входной сигнал система, изменяясь по синусо- 40 идальному, пилообразному, ступенчатому или какому-либо другому з акону, в зависимости от режима работы, складывается в измерителе 2 рассогласования с сигналом обратной связи (Ъ Вь х 45 поступающим с цифрового датчика В также в виде двоичного кода. Сигнал рассогл сования а Р, вычисленный в измерителе 2 рассогласования по формуле 50 (8х t Sbll > поступает на входы сумматора 3, блок

l4 формирования функции переключения. и функционального преобразователя 9.

В блоке 14 формирования функции переключения происходит вычисление скорости изменения сигнала рассогласов ани я h Р по ф ормуле

hen->Pn-

) где hp), и hp значения сигнала рассогласования в и-й и (n-1)-ый моменты времени соответственно; 65 и временной интервал квантования.

Полученное значение hp сравнивается с заданным минимальным пороговым значением скорости изменения сигнала рассолгасования h|p„„

При выполнении неравенства "

hP Рпор м н к выходу функционального преобразователя 9, при помощи переключателя

11, подключается корректирующий усилитель 13, в противном случае — корректирующий усилитель 12. Переключатель 11 и корректирующие усилители

12 и -3 входят в состав второго функционального преобразователя.

В свою очередь сигнал hfdf вычисленный в блоке 14 формирования функции переключения ° поступает на второй вход функционального преобразователя 9, который является цифровым логическим устройством, предназначенным для вычисления корректирующих коэффициентов, зависящих от скорости изменения сигнала рассогласования и величины сигнала рассогласования hp, поступающей на первый вход функционального преобразователя 9.. Вычисление корректирующих коэффициентов К, К2 производится по следующим формулам (hP Р В «hP так (, при /а(ъ/ > h р>« мдх лpР— ),при /hfdf/ Кр при /hp/ К, где К,„ и К - постоянные величины, подбираемые в процес се настройки системы;

А ) op — заданное максимальмдх ное пороговое значение скорости изменения сигнала рассогласования, На выходе функционального преобразователя 9 появляется сигнал,стабилизирующий работу системы, Кор™ )(2 > который поступает на вход либо усилителя 12., либо усилителя 13, в зависимости от состояния переключателя 11, определяемого неравенством (3) .

Усилители 12 и 13 способствуют осуществлению грубой и точной коррекции величины и знака управляющего воздействия и имеют постоянные коэффициенты усиления, причем

12 > 3 (7) где К вЂ” коэффициент усиления уси)2 лителя 12 для осуществления грубой коррекции)

К вЂ” коэффициент усиления уси1 лителя 13 для осуществления точной коррекции.

К„ и К„ подбираются в процессе настройки системы. В зависимости от скорости А{ и величины ошибки beer

К и К + определяют момент включения торможения после разгона объекта и точность отслеживания входного сигнала { В„.

С выхода функционального преобразователя 10 сигнал

807205. ного перерегулирования переходного процесса в системе. Предлагаемая система без какого-либо изменения фун кцион альной структуры может быть выполнена как в цифровом, так и в аналоговом виде.

Использование предлагаемого изоб,ретения при управлении объектом с большими инерционностями сокращает длительность переходного процесса системы при отработке больших рас10 согласований на 10-15%, что приводит к повышению быстродействия системы..

К . { кор р при Работе усилителя 12, К 1 {>gpp, .IlpH работе усилителя 13 (8) поступает на вход сумматора З,где, складываясь с сигналом измерителя

2 рассогласования, образует управляющее воздействие ($" P (. (кор.

При воздействии на систему большого сигнала рассогласования выполняется неравенство ! ар )(V. . Это способствует свободному разгону объекта управления, а следова-тельно, и быстрой отработке имеющегося рассогласования.

В момент времени, когда

{ | I Ip: 1, наступает этап торможения, продолжающийся до тех пор, пока выполняется условие

i PIi)P.. I

При достижении сигналом рассогласования скорости д{ „„блок 14 формирования функции переМтючения,выдает сигнал на переключение с усилителя

12 на усилитель 13 с меньшим коэффициентом усиления.

Так как к этому моменту сигнал рассогласования дРи скорость изменения сигнала рассогласования д Р> малы, то данное переключение снижает вес{ ко, что в целом уменьшает колебательность и величину максималь15 формула изобретения

Система с переменной структурой, содержащая последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, сумматор, преобразователь щ код-ан алог, усилитель мощности, исполнительный механизм, редуктор и цифровой датчик, выход которого соедин ен со вторым входом из мери тел я рассогласования, выход которого соединен с первым входом первого функционального преобразователя и через последовательно соединенные блок формирования функции переключения и второй функциональный преобразователь — co вторым входом сумматора

-отличающаяся тем,что,с целью уменьшения перерегулирования и повышения быстродействия системы, в ней второй вход первого функционального преобразователя соединен со вторым выходом блока формирования функции переключения, а выходсо вторым входом второго функционального преобразователя.

Источники информации, 4Р принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 334551., кл, G 05 В 13/02, 05,04.71.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 551609, кл. G 05 В 13/02, 15.04.75.

4 3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2439991/18-24 кл. G 05 В 11/01, 03.0 1.77.

4, Емельянов. С.В. Системы автоматического управления с переменной у) структурой. М.р Наука, 1967 с.56-64, i303-326 (прототип).

Составитель Ю,Гладков

Редактор В.Лазаренко Техред M. Лоя Корректор В.Бутяга

Заказ 281/69 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й- 35, Раушская наб., д.4/5

I филнал ППП .Патент ., г.Ужгород, Ул.Проектная, 4