CS230526B1 - Zapojení obvodu pro nastavování stavových regulátorů - Google Patents

Description

Nastavování se zvětšováním počtu nastavovaných složek se tak stává tím více subjektivní záležitostí realizátora. Tento nedostatek nastavování parametrů, navíc zesílený větším počtem nastavovaných koeficientů lineární kombinace zpětné vazby stavu, se projevuje též u zmíněných stavových regulátorů. Nevýhodou řešení, sloužícího pro nastavování stavových regulátorů, je citlivost amplitudy výstupních autooscilačních kmitů, využívaných k identifikaci mezí stability, na okamžitých hodnotách nastavení právě nastavovaného parametru zesílení.

Se zvětšováním tohoto parametru amplituda klesá. Výstupní oscilační kmity mohou mít totiž amplitudu pouze jen ve velmi malém tolerančním pásmu v okolí hodnoty minimální možné amplitudy, rozpoznatelné od hladiny šumu v příslušném obvodu. Jakékoliv změny této amplitudy při jejím narůstání i klesání jsou nanejvýš nežádoucí. Při klesání amplitudy nelze již kmity identifikovat, při nárůstu ohrozí mechaniku v její životnosti, v extrémním případě může nastat i destrukce.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení obvodu pro nastavování stavových regulátorů podle vynálezu, sestávajícího z parametrických bloků, nastavovacího bloku, stavového regulátoru, regulovaného bloku a propojovací svorkovnice.

Podstatou zapojení podle vynálezu je to, že stavové výstupy regulovaného bloku jsou spojeny s korespondujícími vstupními svorkami propojovací svorkovnice pro připojení nastavovacího bloku, jejíž výstupní svorky jsou zapojeny ne odpovídající zpětnovazební vstupy parametrických bloků. Výstupy parametrických bloků jsou pak spojeny se zpětnovazebními vstupy stavového regulátoru, jehož výstup je připojen na řídicí vstup regulovaného bloku.

výhodou zapojení obvodu podle vynálezu je to, že v průběhu změny zesílení v jednotlivém právě nastavovaném kanálu se neovlivní amplituda výstupních autooscilací. Další výhodou je to, že není nutno při nastavování koeficientu parametru současně spojitě měnit nastavení nelinearity nelineárního členu. Tzn., že vlastní nastavování je vždy jednoparametrickou záležitostí.

Tím se podstatně urychlí vlastní nastavovací proces, asi o jeden řád. Dále se pak kladně ovlivní i přesnost nastavení, nebol poměry se v průběhu dílčího cyklu při postupném seřizování jednotlivých kanálů nebudou měnit a nastavení tak nebude zatíženo subjektivní chybou. Jako další výhodu je možné vidět v tom, že popisované řešení dává předpoklady k vyloženě automatickému způsobu nastavování pomocí některé z kompenzačních metod a programovatelného zařízení na bázi mikropočítačů.

Zapojení obvodu pro nastavování stavových regulátorů podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.

Jak patrno z blokového schéma sestává obvod pro nastavování stavových regulátorů podle vynálezu z parametrických bloků A1 až An. tvořených např. měnitelnými impedancemi, nastavovacího bloku B, sestávajícího z kombinací operačních zesilovačů a vazeb, stavového regulátoru £, což jsou opět kombinace operačních zesilovačů a vazeb, např. regulátor polohy, regulátor tahu, apod., regulovaného bloku D, tvořeného soustavou pohonů, čidel a rekonstruktorů a propojovací svorkovnice E.

Jednotlivé bloky A až D a propojovací svorkovnice E jsou zapojeny tak, že stavové výstupy ft a fn regulovaného bloku D jsou spojeny β korespondujícími vstupními svorkami al až an propojovací svorkovnice E pro připojení nastavovacího bloku B, jejíž výstupní svorky bl až bn jsou zapojeny na odpovídající zpětnovazební vstupy cl až cn parametrických bloků Al až An. Výstupy parametrických bloků Al až An jsou pak spojeny s příslušnými zpětnovazebními vstupy dl až dn stavového regulátoru C, jehož zadávací vstup e, je zapojen na· výstup nezakresleného programátoru zadávané veličiny a jehož výstup je připojen na řídicí vstup £ regulovaného bloku D.

V případě, že nastavovací blok B je zapojen mezi první vstupní svorku al a první výstupní svorku bl propojovací svorkovnice E, jsou ostatní vstupní svorky a2 až an propojeny s odpovídajícími ostatními výstupními svorkami b2 až bn této propojovací svorkovnice E, apod.

Funkce obvodu, zapojeného pole vynálezu je pak následující. Na zadávací vstup £ stavového regulátoru C se přivádí referenční zadávaná veličina, která má být obrazem žádané výstupní veličiny. Aby byl tento požadavek v jistém smyslu optimálně splněn, slouží k tomuto účelu kombinace zpětných vazeb složek stavu regulovaného bloku D, úrovňově upravovaných v parametrických blocích Al až An a postupně nastavovaných nastavovacím blokem B.'

Tento nastavovací blok B, který v sobě obsahuje oddělovací člen stejnosměrné složky zpětnovazebního signálu a indikační přístroj amplitudy generovaných kmitů před a za nelineárním členem s ideální reléovou charakteristikou, se připojí v propojovací svorkovnici E nejdříve do frekvenčně nejpomalejšího kanálu, v daném případě mezi první vstupní svorku al a první výstupní svorku bl této propojovací svorkovnice E.

Zmíněným zapojením docílíme stejnou amplitudu autooscilačních kmitů jak před nelineárním členem nastavovacího bloku B, tak i za ním v průběhu procesu nastavování. Před nelineárním členem nastavovacího bloku B mají kmity tvar sinusovky a za nelineárním členem jsou již generovány ve tvaru obdélníka a jsou přičteny ke stejnosměrné složce zpětnovazebního signálu.

Tento výsledný signál se pak přivádí v daném případě do prvního parametrického bloku Al. který má být v průběhu zmíněného nastavovacího procesu optimálně nastaven. Nastavovací proces pro tento kanál končí právě k okamžiku, kdy obě amplitudy jsou před i za nelineárním členem nastavovacího bloku B sobě rovny. Popsaným způsobem se postupuje stejně v dalším, frekvenčně rychlejším kanálu atd., přičemž vstupní svorky a.l až an jsou s příslušnými výstupními s,vorkami bl ež bn propojovací svorkovnice E v kanálech, které nejsou právě nastavovány, vždy propojeny.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení obvodu pro nastavování stavových regulátorů, sestávajícího z parametrických bloků, nastavovacího bloku, stavového regulátoru, regulovaného bloku a propojovací svorkovnice, vyznačující se tím, že stavové výstupy (fl až fn) regulovaného bloku (D) jsou spojeny s korespondujícími vstupními svorkami (al až an) propojovací svorkovnice (E) pro připojení nastavovacího bloku (B), jejíž výstupní svorky (bl až bn)' jsou zapojeny na odpovídající zpětnovazební vstupy (cl až cn) parametrických bloků (Al až An), jejichž výstupy jsou spojeny s příslušnými zpětnovazebními vstupy (dl až dn) stavového regulátoru (C), jehož výstup je připojen na řídicí vstup (g) regulovaného bloku (D).