Устройство для вывода цифровой автоматической системы из режима периодических колебаний

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (» 962837 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 170281 (21) 3250591/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 3009.82. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 30.09.82

Р М К з

G 05 В 5/01

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

РЗ) УДК 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.К. Колесников и A.Á. Хлыбов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫВОДА ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ ИЗ РЕЖИМА ПЕРИОДИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к автоматическому управлению техническими объектами и может найти применение там, где требуется автоматический вывод цифровых автоматических систем (ЦАС) из нежелательного режима периодических колебаний.

Программа работы некоторых современных объектов с ЦВМ в контуре управления предусматривает программное изменение периода дискретности (То) ЦВМ, что может привести к возникновению периодических колебаний с другими, заранее неизвестными частотами.

Известно устройство для вывода системы автоматического управления из режима автоколебаний, содержащее блок программ, выходы которого через вентили и исполнительные органы связаны с объектом управления и регулятором (1), Основными недостатками данного устройства являются невысокие помехоустойчивость и быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вывода системы управления из режима автоколебаний, содержащее программный блок и сигнализатор наличия авт околебаний, первый вход которого соединен с первым выходом объекта управления, второй выход которого подключен к пеРвому входу РегулятоРа, выходом соединенного с первым входом объекта управления (2).

Основным недостатком известного устройства является невысокое быстродействие, так как требуется последовательный перебор программ коррекции с момента возникновения колебаний до их прекращения.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены фазоиэмеритель, генератор синусоидальных колебаний, последовательно соединенные блок совпадений и первый вычислительный блок, а также последовательно соединенные второй вычислительный блок, блок сравнения, дешифратор и блок корректирующих устройств, выход которого подключен к второму входу регулятора, выходом соединенного с первым входом фазоизмерителя, второй вход которого подключен к выходу сигналиэатора наличия автоколебаний и к первому входу второго вычислительного блока, 962837

° 40

60 б5

- а выход — к второму входу блока сравнения и второму входу дешифратдра, третий вход которого соединен с первым выходом программного блока и с вторым входом второго вычислительного блока, а четвертый вход — с выходом генератора синусоидальных колебаний, причем выЯоды первого вычислительного блока подключены к соответствующим вторым входам сигналиэатора наличия автоколебаний, а второй выход программного блока соединен с вторым входом объеКта управления и с первым входом блока совпадения, второй вход которого подключен к первому выходу объекта управления.

На фиг ° 1 приведена примерная амплитудно-фазовая характеристика цифровой автоматической системы; на фиг.2 - блок-схема устройства.

Частоты м„ периодических колебаний, возникающих в цифровых автоматических системах, находятся в целочисленном отношении с частотой ш, выдачи данных ЦВМ. Это позволяет заранее определить все возможные частоты. периодических колебаний при любых значениях N (где N — относительный период колебаний). Знание этих частот и наличие ЦВМ в контуре управления дает воэможность использовать дискретные корректирующие фильтры, рЕализуемые в самой ЦВМ.

Периодические процессы в ЦАС возможны, если амплитудно-фаэовая характеристика (АФХ) системЫ на фик— Ы1 сированных частотах ы -;- - (где и = м Т вЂ” относительная частота колебаний) будет заходить в область возможных значений коэффициента гармонической линеаризации S (d., Ч,N)

Например, для нелинейности релейного типа эта область определяется усеченным сектором с углом раствора

27

cL= — (фиг. 1) . Значения аргумента передаточной функции системы можно определить путем нахождения угла сдвига фаз Ч между выходным и входным сигналами объекта управления

Нахождение частоты из,Ч возникших колебаний и угла сдвига фаэ + 4 позволяет определить требуемое значение угла ч -- d+ V на который необходимо провести коррекцию системы (фи . 1), ри изменении периода дискретности необходима перенастройка фильтров сигнализатора наличия автоколебаний. Изменение Т (ы ) при

N = 2,3,4... ведет к пропорциональ.— ному изменению возможных частот Ф 0, колебаний (так как r4-= —, ) . После

uJg, перенастройки сигнализаторов на новые частоты ш устройство работает при новом Тв.

Блок-схема устройства содержит: объект 1 управления, регулятор 2, блок 3 сравнения, дешифратор 4, генератор 5 синусоидальных колебаний блок 6 корректирующих устройств, программный блок 7, блок 8 совпадения, первый вычислительный блок 9, сигнализатор 10 наличия автоколебаний, фазоизмеритель 11 и второй вычислительный блок 12.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении колебаний определенной частоты в системе (при То

= const) возбуждается выход одного иэ филь ров в сигналиэаторе 10 наличия автоколебаний, настроенный на эту частоту. Фазоиэмеритель 11 определяет угол сдвига фаэ Ч, а вычислительный блок 12 по известному

Т находит значение угла с . В блоке 13 сравнения определяется значение угла Ч, т.е. угол коррекции (фиг.1). Сигнал, пропорциональный углу У, поступает на вход дешифратора 4. Одновременно на второй вход дешифратора 4 поступает сигнал с фазоизмерителя 11, пропорциональный знаку угла сдвига фаз, а на третий — сигнал, пропорциональный заданному запасу устойчивости по фазе ьМ, поступивший с выхода программного блока 7. На основе полученной информации дешифратор 4 подключает выход генератора 5 к входу блока 6 корректирующих устройств, после чего начинается отработка программ фазовой коррекции.

При изменении периода дискретности Т по сигналу с блока 8 совпадения вычислительный блок 9 на основании известных величин и N производит пересчет возможных значений wN . Сигнализатор 10 настраивается на новые частоты ш возможных колебаний, Предлагаемое устройство позволяет выводить цифровую автоматическую систему с переменным периодом дискретности из режима периодических колебаний при To — = const и Тс

= var, a также обладает более высоким быстродействием, которое достигается анализом частотных характеристик системы и выбором соответствующего корректирующего устройства.

Формула изобретения

Устройство для вывода цифровой автоматической системы из режима периодических колебаний, содержащее программный блок и сигнализатор наличия автоколебаний, первый вход которого соединен с первым выходом объекта управления, второй выход

962837 которого подключен к первому входу регулятора, выходом соединенного с первым входом объекта управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в него введены фазоизмеритель,. генератор синусоидальных колебаний, последовательно соединенные. блок совпадения и первый вычислительный блок, а также последовательно соединенные второй вычислительный блок, блок сравнения, дешифратор и блок корректирующих устройств, выход которого подключен к второму входу регулятора, выходом соединенного с первым входом фазоиэмерителя, второй вход которого подключен к выходу сигнализатора наличия автоколебаний и к первому входу второго вычислительного блока, а выход — к второму входу блока сравнения и второму входу дешифратора, третий вход которого соединен с первым выходом программного блока и с вторым входом второго вычислительного блока, а четвертый вход — с выходом генераТора синусоидальных колебаний, причем выходы первого вычислительного блока подключены к соответствующим вторым входам сигнализатора наличия автоколебаний, а второй выход программного блока соединен с вторым

10 входом объекта управления и с первым входом блока совпадения, второй вход которого подключен к первому выходу объекта управления.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР ,9 472332, кл. G 05 В 19/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 628465, кл. G 05 В 23/00, 1976 (прототип) .

962837

Составитель С. Дунаев

Техред М.Надь корректор В. Бутя" à.Редактор В. Петраш,Заказ 7507/64 Тираж 914 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4