Релейная система регулирования

ОП ИСАНИ Е

ИÇOSPETEН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 953624

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6) ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 12.80 (21) 3229793/18-24: с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.08.82. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 25.08.82 (5 l ) M. Кл.

G05В 11/16 фкударстванный комнтвт

СССР но делам иэабретеиий и открытиЯ (53 ) УД К 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Дорогов и С. Н. Швайко (71) заявители (54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ т

Изобретение относится к технике, автоматического регулирования и может быть использовано, например, в оборудо.=. ванин для автопилотирования летательного аппарата.

Известны релейные системы регулирования, построенные на основе использования инвариантных свойств релейной системы, работающей в колебательном режиме $13. то

Недостатками этих систем являются низкая их точность и ограниченные функциональные возможности в широком диапазоне изменения параметров объекта.

Наиболее близким к изобретению тех15 ническим решением является релейная система регулирования, содержащая источник уровня ограничения, интегратор, задатчик, первйй индикатор, последовательно соединенные первый усилитель с переменным коэффициентом, исполни— тельный орган, объект регулирования, датчик, первый элемент сравнения, узкополосный фильтр, реле и сумматор, после2 довательно соединейные первый источник напряжения, второй элемент сравнения и блок согласования, последовательно соединенные генератор, фазометр и второй индикатор, последовательно соедтьненные второй источник напряжения и третий элемент сравнения, второй и третий входы первого элемента сравнения, подключенные соответственно к выходам задатчика и генератора, вторые входы второго и третьего. элементов сравнения соединены с выходом узкополосного фильтра, вторым входом фааометра и входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выходы источника уровня ограничения и третьего элемента подсоединены соответственно к вторым входам реле и блока согласования, выход фазометра соединен с первым входом первого усилителя с переменным коэффициентом (2).

Недостатком этой системы является ограниченность ее функциональных возможностей при изменении в широком

3 диапазоне постоянной времени линейного объекта первого порядка. Это вызвано наличием зоны нечувствительности у реле, нелинейных искажений в звеньях системы и др.

Пель изобретения — расширение функциональных возможностей релейной системы регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что система содержит фильтр с переменными параметрами и второй усилитель с переменным коэффициентом, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам узкополосного фильтра и блока согласования, а выход второго усилителя с переменным коэффиплентом соединен с входом первого индикатора, первый и второй входы фильтра с переменными параметрами соединены соответственно с выходами сумматора и блока согласования, а его выход соединен с вторым входом первого усилителя с переменным коэффициентом.

На чертеже приведена блок-схема релейной системы регулирования.

Релейная система регулирования содержит объект 1 регулирования, например летательный аппарат, исполнительный орган 2, например рулевую машину, первый усилитель 3 с переменным коэффициентом, фильтр 4 с переменными параметрами, например на операционном усилителе, сумматор 5, реле 6, источник 7 уровня ограничения, интегратор 8, второй индикатор 9, фазометр 10, второй усилитель 11 с переменным коэффициентом, первый индикатор 12, второй элемент 13 сравнения, блок 14 согласования, третий элемент 15 сравнения, узкополосный фильтр 16,. первый 17 и второй 18 источники напряжения, датчик

19 например угловой скорости, первый элемент 20 сравнения, генератор 21 и задатчик 22.

Регулирующее воздействие на объект

1 осуществляет исполнительный орган 2 в соответствии с сигналами, поступающими на его вход через первый усилитель 3 с переменным коэффициентом, фильтр 4 с переменными параметрами и сумматор 5 с сигнального и управляюшего входов реле 6.

На сигнальный вход реле 6 поступает сигнал с источника 7 уровня ограничения.

Сигнал на управляющий вход реле 6 подается с первого элемента 20 сравнения, где он формируется в виде соотношения или разности сигналов с датчика

95М24 4

40

5.t0

25

35

19, задатчика 22 и колебаний с генератора 21. Причем этот сигнал предварительно преобразуется узкополосным фильтром 16.

Колебания с генератора 21 линеаризуют характеристику реле 6. За счет соединения интегратора 8 параллельно реле

6 обеспечиваются условия инвариантности системы к изменению постоянной времени объекта 1, описываемого дефференциальным уравнением первого порядка. Поэтому сигнал с фазометра 10, зависящий от разности фаз колебаний в системе, и с генератора 21, будет функцией в основном только от коэффициента передачи объекта 1. Сигналом с фазометра 10 корректируется коэффициент передачи усилителя 3.

Таким образом, в релейной системе регулирования обеспечиваются условия инвариантности к изменению параметров объекта 1. Это свойство системы позволяет зафиксировать с помощью индикаторов 9 и 12 информацию соответственно о коэффициенте передачи и постоянной времени объекта 1.

Расширение функциональных возможностей релейной системы в широком диапазоне изменения параметров объекта 1 достигается за счет устранения зоны нечувствительности реле 6 и нелинейных искажений в звеньях системы. Для этого уровень сигналов с источников 17 и 18 соответствует минимально и максимально допустимой амплитуде колебаний на управляющем входе .реле 6. Сигналы с элементов 13 .и 15 сравнения появляются только при амплитуде колебаний на управляющем входе реле 6 соответственно ниже минимально допустимого и выше максимально допустимого уровня. При этом алгоритм коррекции фильтра 4 выбирается, например, из условия обеспечения максимально допустимого уровня амплитуды колебаний на управляющем входе реле 6 (при текущем значении амплитуды колебаний выше этого уровня) и из условия. обеспечения минимально допустимого уровня амплитуды колебаний на управляющем входе реле 6 (при амплитуде колебаний нике этого уровня). Это может реализоваться за счет использования сигналов противоположного знака с элементов 13 и 15 сравнения, а также введения в фильтр 4 устройств, переключающих в соответствии с полярностью указанных сигналов.

За счет коррекции усилителя ll c переменным коэффициентом удается выделить информацию о изменении только постоянной времени объекта 1. Введение в усилитель 11 переключающих устройств позволяет учесть полярность сигналов с блока 14.

С помощью узкополосного фильтра 6 обеспечивается выбор требуемой амплитуды колебаний по управляющему входу реле 5. Влияние узкополосного фильтра

16 на динамические свойства системы может быть учтено при проектировании исполнительного органа 2.

Таким образом, изобретение обеспечивает инвариантное управление при широком диапазоне изменения параметров линейного объекта первого порядка, что расширяет функциональные возможности системы. ,Формула изобретения

Релейная система регулирования, содержащая источник уровня ограничения, интегратор, задатчик, первый индикатор, последовательно соединенные первый усилитель с переменным коэффициентом, исполнительный орган, объект регулирования, датчик, первый элемент сравнения, узкополосный фильтр, реле и сумматор, последовательно соединенные первый источник напряжения, второй элемент сравнения и блок согласования, последовательно соединенные генератор, фазометр и второй индикатор, последовательно соединенные второй источник напряжения и третий элемент сравнения, ОЬМ24 6 второй и третий входы первого элемента сравнения подключены соответственно к выходам задатчика и генератора, вторые входы второго и третьего элементов

5 сравнения соединены с выходом узкополосного фильтра, вторым входом фазометра и с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выходы источника уровня ограничения и третьего элемента сравнения подсоединены соответственно к вторым входам реле и блока согласования, выход фазометра соединен с первым входом первого усилителя с переменным коэффи15 циентом,от.личающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она содержит фильтр с переменными параметрами и второй усилитель с переменным коэффициентом, 20 первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам узкополосного фильтра и блока согласования, выход второго усилителя с первым коэф фициентом соединен с входом первого инzs дикатора, первый и второй входы фильтра с переменными параметрами соединены соответственно с выходами сумматора и блока согласования, а его выход — с вторым входом первого усилителя с пеэо ременным коэффициентом

Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 391533, кл. G 05 В 11/16, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 729550, кл. G-05 В 11/16, 1980 (прототип) .

953624

Составитель В. Кузин

Редактор Г. Кацалап Техред А.Бабинеп Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6277/76 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4