Самонастраивающаяся система

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()983649

Союз Советскик

Соцнавксткческик

Республик

{6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.80 (21) 2890904/18-24 (51)М. Кл.

Q 05 В 13/02 с присоединением заявки №

Ркударвтееннвй квинтет

СССР ае делам изобретений к юткрытнй (23) Приоритет (>>) УДКвг-50

{088.8) Опубликовано 23.12.82. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания . 25.12.82 (72) Автор изобретения

Г. И. Ковальчук (7I ) Заявитель (54) САМОНАСТРАИВАЮШАЯСЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к дискретным беспоисковым самонастраивающимся системам автоматического управления для нейтральных объектов и может быть использовано, например, в самонастраиваю шихся системах управления движением ле5 тательных аппаратов при неизвестных заранее значениях коэффициента эффективности управления объекта и внешнего возмущения. Наиболее близкой по технической сущности является дискретная самонастраивающая система, содержащая усилители, умножитель, делитель, блоки сравнения, блоки. памяти, последовательно соединенные первый блок памяти, второй блок памяти и первый блок сравнения и последовательно соединенные первый сумматор, третий блок памяти, объект управления, второй блок сравне ния, первый ключ и 20 четвертый блок памяти, выход которого соединен через первый и второй усилители с первыми входами соответственно второго и третьего сумматора, а вход сое2 динен через третий и четвертый усилите« ли с вторыми входами соответственно второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора через первый блок . памяти соединен с входами первого блока сравнения и первого сумматора 1

Недостатком этого устройства является необходимость наличия большого количества блоков памяти, суммирования, умножения и деления, аппаратурная реализуемость которых особенно затруднительна, и дополнительного корректирующего устройства, Кроме того, этот регулятор обладает недостаточно высоким быстродействием, так как необходимые для идентификации неизвестных параметров объекта управления условия создаются только через время, равное трем периодам дискретности системы, малая точность и надежность системы. К тому же в состав устройства входят два блока деления, каждый из которых имеет по два входа: вход делимого и вход делителя. В реальных условиях работы системы не исключена

49 ф последовательно соединенные шестой усилитель, второй сумматор и умножитель— с вторым входом первого сумматора, выход пятого блока памяти через седьмой усилитель соединен с четвертым входом второго сумматора, выход пятого усилителя - с третьим входом третьего сумматора, выход третьего блока сравнения— через третий замыкающий контакт реле— с вторым входом делителя.

На чертеже представлена схема устройстВае

Схема содержит первый ключ 1, второй ключ 2, третий ключ 3, четвертый блок 4 памяти> пятый блок 5 памяти, шестой блок

6 памяти, первый блок 7 памяти, второй блок 8 памяти, седьмой блок 9 памяти, второй сумматор 10, третий сумматор 11, первый сумматор 12; третий блок 13 сравнения, первый блок 14 сравнения, делитель 15, умножнтепь 16, третий усилитель 17, первый усилитель 18, сельмой усилитель 19, шестой усилитель 20, четвертый усилитель 21, второй усилитель 22, пятый усилитель 23, реле 24, первый замыкающий контакт 25, третий замыкающий контакт 26, второй размыкающий контакт 27, первый размыкающий. контакт 28, второй замыкаюший контакт 29, третий блок 30 памяти, объект

3l управления, второй блок 32 сравнения.

Работа устройства состоит в запоминании дискретных значений сигналов х(к - 1) и х(к--"} с помощью блоков 4 и 5 памя2 тн, суммировании сигналов х(к), х(к-1) и х(к-1) с соответствующим их усилением усилителями 17-19, 21-23 с помощью сумматоров 10 и- ll, формировании сигналов х(к-1) и х(к-2) с помощью сумматора 11 и блока 6 памяти, подаче с выхода сумматора 11 усиленного усилителем

20 сигнала х(к — 1) на вход сумматора 10 дпя учета при формировании управляющего воздействия внешнего возмущения, формировании с помощью блока 13 сравнения сигнала 6х(к-1) дпя определения значения коэффициента эффективности управления объекта, запоминании с помощью блоков

7 и 8 памяти значений дискретных сигналов управляющих воздействий0(к — 1) и

О(к-2), формировании с помощью блока 14 сравнения сигнала д0(к- 1), который совместно с выходным сигналом д х (к — 1 ) блока 13 сравнения через две замыкающие роля уровня сигнала Лх(к-1) на входе делителя 15 с помощью этого блока деления позволяет определить значение †", где е4 — фактическое значение коэффициента управления объекта, умножении выходного

3 9836

Возможность такой комбинации параметров движения и входных управляющих и возйуаающих воздействий, при которой сигналы на входах делителей блоков деления будут иметь низкий уровень (близкий к куиевому или равный ему}. Это приведет к тому, что блоки деления не смогут нормально функционировать. При выполнении баоков деления на элементах аналоговой

ВЫЧИСЛИтЕЛЬНОй техНИки на выходе этих блоков появится напряжение, соответствующее предельному, критическому для данного регулятора. В случае реализации указанных блоков деления .на элементах цифровой вычислительной техники в дан- 15 ном случае будет иметь место переполнение разрядной сетки и вьщача на выходе неправильной информации.

Цель изобретения — повышение точности и надежности системы, обеспечение зада -2o ного оптимального управления движением объекта, независимого от заранее неизвестных значений коэффициента эффективности управления объекта и внешнего возмущения, повышение динамической надежности 45 и быстродействия системы и повышение надежности идентификации коэффициента эффективности управления объекта при низких значениях уровня сигнала на входе делителя блока деления путем применения зо дискретного самонастраивающегося регулятора более простой структуры для идентификации коэффициента эффективности управления объекта и внешнего возмущения и последующей настройки коэффициентов передачи регулятора без изменения его структуры для формирования сигнала управления.

Это достигается тем, что самонастраивающая система содержит последователь-4О но соединенные второй ключ, пятый блок памяти и пятый усилитель, последовательно соединенные шестой блок памяти, третий блок сравнения, третий ключ и реле с замыкающими и размыкающими контак- 45 тами, последовательно соединенные первый замыкающий контакт реле, делитель и умножнтель, последовательно соединенные первый размыкающий контакт реле, седьмой блок памяти и второй размыкающий контакт реле, соединенный через последовательно соединенные второй замыкающий контакт и седьмой блок памяти с вы- группы 25 и 26 контактов реле 24 контходом седьмого блока памяти и непосредственно с первым входом умножителя, вы-55 ход третьего сумматора соединен с входом шестого блока памяти и с вторым входом третьего блока сравнения и через

5 983649 6. сигнала блока сумматора 10 На олученный коэффициент с выхода делителя 15 ков 14 и 13 сРавнения, размыкающих конс помощью умножителя 16 и формировании тактом 27 подключает вых д

С ь о блока 9 патребуемого, управляющего воздействия О(к) мЯти, в котоРом запомина м запоминается оанее выс помощью сумматора 12, на входы которо- 5 численное, значение nap M тр а е па аме а к выходу азмыкающим (переключаго поступают выходные сигналы с блока 7 умножителя 16„pàýìûêàþmH (р памяти и умножителя 16. Управляющее ющим) контактом 28 вход нта ом 28 вход блока 9 памя воздействие U{K) с выхода сумматора 12 ти подключается к его выходу nns регепоступает на блок 30 памяти (фиксирую нерацин (восстановления) Р восстановления значения паращее звено нулевого порядка) и через него10 метра, так как реле нтр ур на объект 31 управления. жет не срабатывать в течение нескольких

Для обеспечения работоспособности периодов дискретности иду и ввид низкого овУР ения сигнала Дх(к-l), и замыкаюпредлагаемого дискретного регулятора при ня значения сигнал Ьх( е еключающим контактом 29 отклюравногонулевому) уровнясигнала дх(к-l) >5 чает вход блока 9 и о блока 9 памяти от выхода блока на входе делителя делителя 15, при кото 15 деления. а оте системы, в условиях нормальро o не может нормально функциониро- При работе системы, у ования че ез в емя Е, = 2Т вать, введено реле контроля уровня сиг ного функционирования ер р нала dx(K- l) с выхода блока 13 сравне- создаются условия для идентифик ентификации значеон о, 20 коэффициента эффективности управления ния с четырьмя группами контактов 25«29, 20 ний коэффициент фф которое предварительно настраивается на объекта а и внешнего у и внешнего возм щения Х. На срабатывание при некотором заданном ми- основе этих значений изменяются входной нимально допустимом значении сигнала сигнал и коэффициент усиления регулятора, jÄõ(K-1)(и блок 9 памяти для запо- реализуемый с помощью умножителя 16 мий минания предшествующего значения пара 25 так, чтобы определить оптимальное управметра —" с выхода делителя 15. Контроли- ление 0(К), которое обеспечит требуемую руемый сигнал к(к-1) свыхоааблока13- точность и надежность работы замкнутой . сравнения поступае. На реле 24 кон Роля системы ПРи отсУ ствии н ч ф Р системы и и отс ствии начальной инфоруровня этого сигнала через ключ 3, замы- мации о действительных значениЯх 4 и f кающийся одновременно с ключом 1. Рабо 30 ПРи этом хаРактеР пеРеходного пРоцесса та этой части дискретного регулятора сос- замкнутой сист уд замки той системы б дет независимо от, тоит в анализе уровня сигнала д х(к-1) с зна"енин с " "Р д значений с и+ и о еделяется только предварительно заданными собственными знавыхода, блока сравнения 13 с помощью речениями матрицы замкнутой системы; Это ле 24 контроля уровня сигнала, которое приводит к повышению не только точности, при значении сигнала Л х(к - 1 ), превышаю-З5 но и надежности, как свойства системы щем минимальное допустимое значение сохранять свои характеристики в заданных (Дх(к-1) H (ïðè этом делитель 15 мо мин пределах при изменении условий функцио:жет нормально функционировать), при каж дом замыкании ключа 3 срабатывает и сво-,ннрования системы .непредвиденным о р енным об азом. . ими замыкающими контактами 25 и 26 . 40 Предлагаемый дискретный самонастраиподключает к входам делителя 15 сигналы .вающийся pery р р у тр вающийся ег лято имеет простую струкЮ(к- 1 ) и В х(к - 1 ) с выходов блоков 14 турную схему и выгодно отличается от известных аналоговых схем, так как для и 13 сравнения, размыкающим контактом

27 отключает выход блока 9 памяти от его еализации требуется минимальное

P (е 45 количество типовых вычислительных Уствхода умножителя 16, размыкающим (перойств автоматики. Это позволяет не проь реключающим) контактом 28 — вход блока

9 памяти от его выхода, а замыкающим водить большие и дорогостоящие исследования при проектировании дискретной сис(пе еключающим) контактом 29 подклю(Р темы управления, так как Регулятор спочает выход делителя 15 к входу блока собен быстро (в течение двух периодов памяти для запоминания текущего факти- 50 р

\ и дискретности) определять реальные значеческого значения параметра с„. . ния- коэффициента эффективности управле ÐH значении +oBHH cHPHMa Qx(K» 1), HHB o@,eKTB и внешне о возмущения а за

Ревь шаю цем MHHHMaBbHoe д "Усти тем настроить к фф иенты з она уп авзначение (Дх(к-1)!мин(при этом делитель ления заранее известной структуры с целью 55

15 не может ноРмально функционировать), обеспечения заданной цели управления. реле контроля уровня 24 не срабатывает ф о о м у л а и з о б р е т е н и я и своими замыкающими контактами 25 и Самонастраивающаяся система,сопержа26 отключает от входов делителя 15 сиг- шая усилители, умножитель, делитель, бло983649 ки сравнения, блоки памяти, последовательно соединенные первый блок памяти, второй блок памяти и первый блок сравнения и последовательно соединенные первый сумматор, третий блок памяти, объект управ- 5 ления, второй блок сравнения, первый ключ и четвертый блок памяти, выход которого соединен через первый и второй усилители с первыми входами соответственно второго и третьего сумматора, а вход через третий и четвертый усилители - с вторыми входами соответственно второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора через первый блок памяти соединен с входами первого блока сравнения и первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и надежности системы, она содержит последовательно соединенные второй ключ, пятый блок памяти и пятый усилитель,последовательно 20 соединенные шестой блок памяти, третий блок сравнения, третий ключ и реле с замыкающими и размыкающими контактами, последовательно соединенные первый замыкающий контакт реле, делитель и умножи- д тель, последовательно соединенные первый размыкающий контакт реле, седьмой блок памяти и второй размыкающий контакт реле, соединенный через последовательно соединенные второй замыкающий контакт и. седьмой блок памяти с выходом седьмого блока памяти и непосредственно с первым входом умножителя, выход третьего сумматора соединен с входом шестого блока памяти и с вторым входом третьего блока сравнения и через последовательно соединенные шестой усилитель, второй сумматор и умножитель - с вторым входом первого сумматора, выход пятого блока памяти через седьмой усилитель соединен с четвертым входом второго сумматора, выход пятого усилителя — с третьим входом третьего сумматора, выход третьего .;блока сравнения через третий замыкающий контакт реле — с вторым входом делителя.

Источники инфор мации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N: 544942, кл. Q 05 В 13/02, 1977 (прототип) .