RU2279116C2

RU2279116C2 - Combined system for coordinate-parametric control of non-stationary object

Info

Publication number: RU2279116C2
Application number: RU2004122344/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Елсуков (RU); Владимир Сергеевич Елсуков; В чеслав Иванович Лачин (RU); Вячеслав Иванович Лачин
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-06-27
Also published as: RU2004122344A

Abstract

FIELD: automatics, possible use for engineering systems for automatic controlling of non-stationary and parametrically undetermined objects.

SUBSTANCE: system contains serially connected set-point device, inertial filter and comparison element, multiplication block, connected by first input to output of module selection block, two adding elements, object, connected by input through power amplifier to output of first adding element and by output through first differentiation filter to input of module selection block and to second input of comparison element, PI-regulator, connected by output to input of nonlinear amplifier and to second input of multiplication block, and second differentiation filter, connected by input to output of object and by output to third input of second adding element, which is connected by first input to output of inertial filter, by second input to output of nonlinear amplifier and by output to input of PI-regulator, while first adding element is connected by first input to output of comparison element and by second input to output of multiplication block.

EFFECT: increased quality of control process when processing external perturbation actions.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано при проектировании систем автоматического управления нестационарными и параметрически неопределенными объектами.The invention relates to the field of automation and can be used in the design of automatic control systems for non-stationary and parametrically uncertain objects.

Известна система координатно-параметрического управления нестационарным объектом [Емельянов С.В. и др. Принципы построения и свойства систем с интегральной координатно-параметрической обратной связью // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, 1981, № 6, с.141. А также: Емельянов С.В., Коровин С.К. Новые типы обратной связи: Управление при неопределенности. - М.: Наука. Физматлит, 1997, с.181, рис.4.5], которая содержит объект, ко входу которого подключен множительный элемент, первый элемент сравнения, который подсоединен первым входом к выходу задатчика, вторым входом к выходу объекта и выходом к первому входу множительного элемента, второй элемент сравнения, который подключен одним входом через преобразователь ошибки и другим входом непосредственно к выходу первого элемента сравнения, а выходом через последовательно соединенные релейный элемент и интегратор ко второму входу множительного элемента.A known coordinate-parametric control system for a non-stationary object [S. Emelyanov and other Principles of construction and properties of systems with integrated coordinate-parametric feedback // Izv. USSR Academy of Sciences. Technical Cybernetics, 1981, No. 6, p. 141. And also: Emelyanov S.V., Korovin S.K. New types of feedback: Management under uncertainty. - M .: Science. Fizmatlit, 1997, p.181, Fig.4.5], which contains an object to the input of which a multiplier element is connected, the first comparison element, which is connected by the first input to the output of the setter, the second input to the output of the object and the output to the first input of the multiplier element, the second a comparison element, which is connected by one input through an error converter and another input directly to the output of the first comparison element, and by an output through a series-connected relay element and integrator to the second input of the multiplying element.

Описанная система координатно-параметрического управления нестационарным объектом имеет один основной контур управления по отклонению компонент вектора состояния, параметр которого в виде коэффициента усиления прямой цепи системы регулируется с помощью множительного элемента в функции того же преобразованного соответствующим образом отклонения. Такая система обеспечивает требуемое качество процесса управления в ее свободном движении, т.е. при отсутствии внешних возмущающих воздействий. Но она не может гарантировать достаточно высокие показатели качества переходных процессов и точность в установившемся режиме при существовании внешних возмущающих воздействий.The described coordinate-parametric control system for a non-stationary object has one main control circuit for the deviation of the components of the state vector, the parameter of which in the form of the gain of the direct circuit of the system is adjusted using the multiplying element in the function of the same deviation correspondingly transformed. Such a system provides the required quality of the control process in its free movement, i.e. in the absence of external disturbances. But it cannot guarantee sufficiently high transient quality indicators and steady state accuracy with the existence of external disturbing influences.

Кроме того, эта система предназначена для управления только такими объектами, у которых доступны измерению все переменные состояния.In addition, this system is designed to control only those objects for which all state variables are accessible for measurement.

Известна также комбинированная система координатного управления нестационарным объектом n-го порядка [Патент RU 2150728, G 05 В 17/00, опубл. 10.06.2000, Бюл. № 16], которая содержит объект, подключенный входом к выходу усилителя мощности, задатчик, два дифференцирующих фильтра, сумматор и элемент сравнения, который подсоединен одним входом через инерционный фильтр к задатчику и другим входом к выходу объекта, первый дифференцирующий фильтр подключен первым входом к выходу задатчика, вторым входом непосредственно и третьим входом через интегральный регулятор к выходу элемента сравнения, второй дифференцирующий фильтр подсоединен первым входом к выходу объекта, вторым входом к выходу первого дифференцирующего фильтра и выходом через предварительный усилитель к второму входу сумматора, который подключен первым входом к выходу первого дифференцирующего фильтра и выходом ко входу усилителя мощности.Also known is a combined coordinate system for controlling an unsteady object of the n-th order [Patent RU 2150728, G 05 17/00, publ. 06/10/2000, Bull. No. 16], which contains an object connected to the output of the power amplifier by an input, a setter, two differentiating filters, an adder and a comparison element, which is connected by an inertial filter to one of the inputs to the setter and the other input to the object’s output, the first differentiating filter is connected by the first input to the output the setter, the second input directly and the third input through the integral regulator to the output of the comparison element, the second differentiating filter is connected by the first input to the output of the object, the second input to the output of the first differentiating filter and the output through the pre-amplifier to the second input of the adder, which is connected by the first input to the output of the first differentiating filter and the output to the input of the power amplifier.

Рассматриваемая система построена по комбинированному принципу управления, так как помимо основного координатного контура регулирования с интегральным законом регулирования по отклонению компонент вектора состояния содержит дифференциальную компенсирующую связь по косвенно измеренному возмущению старшей (n-й) производной выходной величины. Причем указанное возмущение может быть обусловлено не только действием внутренних обратных связей объекта, но и внешними возмущающими воздействиями на входе объекта.The system under consideration is constructed according to the combined control principle, since in addition to the main coordinate control loop with the integral control law for the deviation of the components of the state vector, it contains a differential compensating relationship with respect to the indirectly measured perturbation of the highest (nth) derivative of the output quantity. Moreover, the specified perturbation can be caused not only by the action of the internal feedbacks of the object, but also by external disturbing influences at the input of the object.

Однако и данная система управления не может гарантировать достаточно высокое качество процесса управления. Это обусловлено тем, что значение коэффициента усиления предварительного усилителя в контуре локализации возмущений, образованного введением дифференциальной компенсирующей связи, ограничено условиями устойчивости этого контура.However, this management system cannot guarantee a sufficiently high quality of the management process. This is due to the fact that the value of the gain of the preliminary amplifier in the localization circuit of perturbations formed by the introduction of differential compensating coupling is limited by the stability conditions of this circuit.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому техническому решению является система координатно-параметрического управления нестационарным объектом n-го порядка [Патент RU 2039371, G 05 В 13/00, опубл. 09.07.95, Бюл. № 19], которая содержит объект, подключенный входом к выходу усилителя мощности и выходом к первому входу дифференцирующего фильтра, три суммирующих элемента, четыре инерционных фильтра, два блока выделения модуля, источник напряжения смещения, последовательно соединенные задатчик, первый инерционный фильтр, элемент сравнения и корректирующее устройство, подключенное вторым входом к выходу задатчика и третьим входом к выходу объекта, блок деления и блок умножения, подсоединенный первым входом к выходу корректирующего устройства, вторым входом к выходу блока деления и выходом ко входу усилителя мощности, элемент сравнения подключен вторым входом к выходу объекта, первый суммирующий элемент подключен первым входом через последовательно соединенные второй инерционный фильтр и первый блок выделения модуля к выходу блока умножения, вторым входом к выходу источника напряжения смещения и выходом к первому входу блока деления, второй суммирующий элемент подсоединен первым входом через второй блок выделения модуля к выходу дифференцирующего фильтра, вторым входом к выходу источника напряжения смещения и выходом ко второму входу блока деления, третий суммирующий элемент подключен первым входом к выходу задатчика, вторым входом к выходу корректирующего устройства и выходом через третий инерционный фильтр ко второму входу диффернцирующего фильтра, который подсоединен третьим входом через четвертый инерционный фильтр к выходу объекта, при этом диффернцирующий фильтр выполнен в виде последовательно соединенных n интегросумматоров и суммирующего усилителя, выход которого подключен ко второму входу каждого интегросумматора и является выходом дифференцирующего фильтра, первый, второй и третий входы дифференцирующего фильтра образуют соответственно второй вход суммирующего усилителя, первый вход первого интегросумматора и третьи входы всех его остальных интегросумматоров, корректирующее устройство выполнено в виде последовательно соединенных интегратора, m-1 интегросумматоров и суммирующего усилителя, выход которого подключен к третьему входу последних n-1 интегросумматоров и является выходом корректирующего устройства, причем первый, второй и третий входы корректирующего устройства образуют соответственно вход интегратора со вторыми входами первых n-1 интегросумматоров, четвертый вход n-го интегросумматора и вторые входы последних m-n интегросумматоров и суммирующего усилителя, а n≤m≥2n.The closest analogue (prototype) to the proposed technical solution is a coordinate-parametric control system for an unsteady object of the n-th order [Patent RU 2039371, G 05 13/00, publ. 07/09/95, Bull. No. 19], which contains an object connected to the output of the power amplifier by the output and to the first input of the differentiating filter, three summing elements, four inertial filters, two module selection units, a bias voltage source, a serially connected master, a first inertial filter, a comparison element, and a correction device connected by a second input to the output of the setter and a third input to the output of the object, a division unit and a multiplication unit connected by a first input to the output of the correction device, second the input to the output of the division unit and the output to the input of the power amplifier, the comparison element is connected by the second input to the output of the object, the first summing element is connected by the first input through a second inertial filter and the first module selection unit to the output of the multiplication unit, and the second input to the output of the bias voltage source and output to the first input of the division unit, the second summing element is connected by the first input through the second module allocation unit to the output of the differentiating filter, the second input to the output bias voltage source and an output to the second input of the division unit, the third summing element is connected by the first input to the output of the master, the second input to the output of the correction device and the output through the third inertial filter to the second input of the differentiating filter, which is connected by the third input through the fourth inertial filter to the output of the object wherein the differentiating filter is made in the form of series-connected n integrosummers and a summing amplifier, the output of which is connected to the second input of each integrator and is the output of the differentiating filter, the first, second and third inputs of the differentiating filter respectively form the second input of the summing amplifier, the first input of the first integrosummer and the third inputs of all its other integrosummers, the correcting device is made in the form of series-connected integrator, m-1 integrosumators and summing amplifier the output of which is connected to the third input of the last n-1 integrosumators and is the output of the correction device, the first Second and third inputs of the correcting devices respectively form the input of the integrator to the second inputs of the first n-1 integrosummatorov fourth input n-th integrosummatora and second inputs of the last m-n integrosummatorov and summing amplifier, and n≤m≥2n.

Эта система, как и ранее рассмотренная система координатно-параметрического управления, имеет один основной контур координатно-параметрического управления по отклонению компонент вектора состояния, коэффициент усиления прямой цепи которого регулируется с помощью блока умножения. Правда это регулирование осуществляется в функции вычисленного косвенным способом обратного коэффициента усиления объекта. При наличии внешних возмущающих воздействий данная система будет отрабатывать их только за счет отклонения переменных состояния от их заданных значений. Поэтому при действии указанных возмущений она тоже не может гарантировать достаточно высокое качество процесса управления.This system, like the previously considered coordinate-parametric control system, has one main coordinate-parametric control loop for the deviation of the state vector components, the gain of the direct circuit of which is controlled using the multiplication unit. True, this regulation is carried out as a function of the indirect gain of the object calculated indirectly. In the presence of external disturbing influences, this system will work them out only due to the deviation of the state variables from their given values. Therefore, under the action of these perturbations, it also cannot guarantee a sufficiently high quality of the control process.

Задача изобретения - построение системы координатно-параметрического управления нестационарным объектом, обеспечивающей повышение качества переходных процессов и точности в установившемся режиме при отработке внешних возмущающих воздействий.The objective of the invention is the construction of a coordinate-parametric control system for an unsteady object, which provides an increase in the quality of transients and accuracy in the steady state when practicing external disturbing influences.

Решение поставленной задачи достигается тем, что система координатно-параметрического управления нестационарным объектом n-го порядка, содержащая последовательно соединенные задатчик, инерционный фильтр и элемент сравнения, блок умножения, блок выделения модуля, два суммирующих элемента, объект, подключенный входом к выходу усилителя мощности и выходом ко входу первого дифференцирующего фильтра, выполнена комбинированной и снабжена пропорционально-интегральным регулятором, нелинейным усилителем и вторым дифференцирующим фильтром, причем первый дифференцирующий фильтр подключен выходом к второму входу элемента сравнения и через блок выделения модуля к первому входу блока умножения, который подсоединен вторым входом к выходу пропорционально-интегрального регулятора, первый суммирующий элемент подключен первым входом к выходу блока умножения, вторым входом к выходу элемента сравнения и выходом ко входу усилителя мощности, второй суммирующий элемент подсоединен первым входом к выходу инерционного фильтра, вторым входом через нелинейный усилитель к выходу пропорционально-интегрального регулятора, третьим входом через второй дифференцирующий фильтр к выходу объекта и выходом ко входу пропорционально-интегрального регулятора, при этом первый дифференцирующий фильтр выполнен в виде последовательно соединенных n интегросумматоров и усилителя, выход которого подключен ко второму входу каждого интегросумматора и является выходом первого дифференцирующего фильтра, и входом первого дифференцирующего фильтра служит вход первого интегросумматора, соединенный с третьими входами остальных интегросумматоров.The solution of this problem is achieved by the fact that the coordinate-parametric control system of an unsteady object of the n-th order, containing a serially connected master, inertial filter and a comparison element, a multiplication unit, a module selection unit, two summing elements, an object connected to the output of the power amplifier by the input and the output to the input of the first differentiating filter is combined and equipped with a proportional-integral controller, a nonlinear amplifier and a second differentiating filter, moreover, the first differentiating filter is connected by the output to the second input of the comparison element and through the module selection unit to the first input of the multiplication unit, which is connected by the second input to the output of the proportional-integral controller, the first summing element is connected by the first input to the output of the multiplication unit, and the second input to the output of the comparison element and output to the input of the power amplifier, the second summing element is connected by the first input to the output of the inertial filter, the second input through a non-linear amplifier to the output of the prop a third integrated filter, the third input through the second differentiating filter to the output of the object and the output to the input of the proportional-integral controller, while the first differentiating filter is made in the form of n-series integro-adders and an amplifier connected in series, the output of which is connected to the second input of each integro-adder and is the output of the first differentiating filter, and the input of the first differentiating filter is the input of the first integro-adder connected to the third inputs of the remaining integro adders.

Второй дифференцирующий фильтр выполнен в виде последовательно соединенных n интегросумматоров и суммирующего усилителя, выход которого подключен к второму входу каждого интегросумматора и является выходом второго дифференцирующего фильтра, а входом второго дифференцирующего фильтра служит первый вход первого интегросумматора, соединенный с третьими входами остальных интегросумматоров и вторым входом суммирующего усилителя.The second differentiating filter is made in the form of serially connected n integrosummers and a summing amplifier, the output of which is connected to the second input of each integrosummer and is the output of the second differentiating filter, and the input of the second differentiating filter is the first input of the first integrosumator connected to the third inputs of the remaining integrosumators and the second input of the summing amplifier.

На чертеже приведена функциональная схема комбинированной системы координатно-параметрического управления нестационарным объектом.The drawing shows a functional diagram of a combined coordinate-parametric control system for an unsteady object.

Комбинированная система координатно-параметрического управления нестационарным объектом n-го порядка содержит последовательно соединенные задатчик 1, инерционный фильтр 2 и элемент 3 сравнения, блок 4 умножения, блок 5 выделения модуля, два суммирующих элемента 6 и 7, объект 8, подключенный входом к выходу усилителя 9 мощности и выходом ко входу первого дифференцирующего фильтра 10, пропорционально-интегральный регулятор 11, нелинейный усилитель 12 и второй дифференцирующий фильтр 13, причем первый дифференцирующий фильтр 10 подключен выходом к второму входу элемента сравнения 3 и через блок 5 выделения модуля к первому входу блока 4 умножения, который подсоединен вторым входом к выходу пропорционально-интегрального регулятора 11, первый суммирующий элемент 6 подключен первым входом к выходу блока 4 умножения, вторым входом к выходу элемента 3 сравнения и выходом ко входу усилителя 9 мощности, второй суммирующий элемент 7 подсоединен первым входом к выходу инерционного фильтра 2, вторым входом через нелинейный усилитель 12 к выходу пропорционально-интегрального регулятора 11, третьим входом через второй дифференцирующий фильтр 13 к выходу объекта 8 и выходом ко входу пропорционально-интегрального регулятора 11, при этом первый дифференцирующий фильтр 10 выполнен в виде последовательно соединенных n интегросумматоров 10/1÷10/n и усилителя 10/(n+1), выход которого подключен ко второму входу каждого интегросумматора 10/1÷10/n и является выходом первого дифференцирующего фильтра 10, и входом первого дифференцирующего фильтра 10 служит первый вход первого интегросумматора 10/1, соединенный с третьими входами остальных интегросумматоров 10/2÷10/n.The combined system of coordinate-parametric control of an unsteady object of the n-th order contains a serially connected master 1, an inertial filter 2 and a comparison element 3, a multiplication unit 4, a module allocation unit 5, two summing elements 6 and 7, an object 8 connected to an amplifier output by an input 9 power and an output to the input of the first differentiating filter 10, a proportional-integral controller 11, a non-linear amplifier 12 and a second differentiating filter 13, and the first differentiating filter 10 is connected by the output to the second input of the comparison element 3 and through the module selection unit 5 to the first input of the multiplication unit 4, which is connected by the second input to the output of the proportional-integral controller 11, the first summing element 6 is connected by the first input to the output of the multiplication unit 4, and the second input to the output of the comparison element 3 and an output to the input of the power amplifier 9, the second summing element 7 is connected by the first input to the output of the inertial filter 2, by the second input through the non-linear amplifier 12 to the output of the proportional-integral controller 11, the third the input through the second differentiating filter 13 to the output of the object 8 and the output to the input of the proportional-integral controller 11, while the first differentiating filter 10 is made in the form of series-connected n integrosummers 10/1 ÷ 10 / n and amplifier 10 / (n + 1), the output of which is connected to the second input of each integrator 10/1 ÷ 10 / n and is the output of the first differentiating filter 10, and the input of the first differentiating filter 10 is the first input of the first integrator 10/1, connected to the third inputs of the remaining integrator s 10/2 ÷ 10 / n.

Второй дифференцирующий фильтр 13 выполнен в виде последовательно соединенных n интегросумматоров 13/1÷13/n и суммирующего усилителя 13/(n+1), выход которого подключен к второму входу каждого интегросумматора 13/1÷13/n и является выходом второго дифференцирующего фильтра 13, а входом второго дифференцирующего фильтра 13 служит первый вход первого интегросумматора 13/1, соединенный с третьими входами остальных интегросумматоров 13/2÷13/n и вторым входом суммирующего усилителя 13/(n+1).The second differentiating filter 13 is made in the form of serially connected n integrosummers 13/1 ÷ 13 / n and a summing amplifier 13 / (n + 1), the output of which is connected to the second input of each integrosummer 13/1 ÷ 13 / n and is the output of the second differentiating filter 13, and the input of the second differentiating filter 13 is the first input of the first integro-adder 13/1, connected to the third inputs of the remaining integro-adders 13/2 ÷ 13 / n and the second input of the summing amplifier 13 / (n + 1).

Комбинированная система координатно-параметрического управления имеет следующее математическое описание:The combined coordinate-parametric control system has the following mathematical description:

- для объекта управления- for the control object

- для управляющего устройства- for control device

где

, причем

Where

, and

, причем

,

, and

,

а

but

В уравнениях (1) и (2) приняты следующие обозначения: Y - вектор состояния объекта; u - управляющее воздействие; λ - приведенное ко входу объекта внешнее возмущающее воздействие; f₁(Y, u), f₂(Y, λ, t) - нелинейные функции, аналитические относительно своих аргументов, причем зависимость функции f₂(Y,λ,t) от времени t отражает действие параметрических возмущений; μ - "малая" постоянная времени, значение которой обратно пропорционально граничной частоте требуемой полосы равномерного пропускания инерционного фильтра 2; σ, τ_i (

) - постоянные коэффициенты, которые определяются следующими соотношениями:The following notation is used in equations (1) and (2): Y is the state vector of the object; u is the control action; λ is the external disturbance reduced to the input of the object; f ₁ (Y, u), f ₂ (Y, λ, t) are nonlinear functions that are analytic with respect to their arguments, and the dependence of the function f ₂ (Y, λ, t) on time t reflects the action of parametric disturbances; μ is the "small" time constant, the value of which is inversely proportional to the boundary frequency of the required uniform bandwidth of the inertial filter 2; σ, τ _i (

) are constant coefficients, which are determined by the following relations:

σ=2nμ; τ₁=2ⁿσ; τ_j+1=

/2τ_j-1 (

);

σ = 2nμ; τ ₁ = 2 ⁿ σ; τ _{j + 1} =

/ 2τ _j-1 (

);

причем u₀ и Y₀ - номинальные значения управляющего воздействия и вектора состояния.moreover, u ₀ and Y ₀ are the nominal values of the control action and the state vector.

Комбинированная система координатно-параметрического управления работает следующим образом. Сигнал задания с выхода задатчика 1 поступает через инерционный фильтр 2 на первый вход элемента 3 сравнения и на первый вход второго суммирующего элемента 7, на второй вход которого поступает через второй дифференцирующий фильтр 13 выходной сигнал объекта 8, а на третий вход - выходной сигнал нелинейного усилителя 12. Нелинейный усилитель 12 имеет нелинейную характеристику (3) типа "зона нечувствительности" и может быть реализован аналогично известному техническому решению [см., например, кн. Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для АВМ. - М.; Энергия, 1978, с.68, схема 2-8-1]. Причем нелинейный усилитель 12 необходим для ограничения коэффициента усиления и обеспечения, тем самым, устойчивости координатного контура локализации возмущений, который образуют последовательно соединенные блок 4 умножения, первый суммирующий элемент 6, усилитель 9 мощности, объект 8, первый дифференцирующий фильтр 10 и блок 5 выделения модуля.The combined coordinate-parametric control system works as follows. The reference signal from the output of the setter 1 enters through the inertial filter 2 to the first input of the comparison element 3 and to the first input of the second summing element 7, the second input of which is supplied through the second differentiating filter 13, the output signal of object 8, and the third input is the output signal of a nonlinear amplifier 12. Non-linear amplifier 12 has a non-linear characteristic (3) of the type "dead zone" and can be implemented similarly to the well-known technical solution [see, for example, book. Tetelbaum I.M., Schneider Yu.R. 400 schemes for AVM. - M .; Energy, 1978, p. 68, scheme 2-8-1]. Moreover, the nonlinear amplifier 12 is necessary to limit the gain and thereby ensure stability of the coordinate loop of localization of perturbations, which are formed in series by the multiplication unit 4, the first summing element 6, the power amplifier 9, the object 8, the first differentiating filter 10 and the module selection unit 5 .

Суммарный сигнал с выхода второго суммирующего усилителя 7 поступает на вход пропорционально-интегрального регулятора 11, в котором преобразуется соответствующим образом. Сигнал с выхода пропорционально-интегрального регулятора 11 поступает на второй вход блока 4 умножения, в котором изменяет усиление сигнала, поступающего на его первый вход через блок 5 выделения модуля с выхода первого дифференцирующего фильтра 10. Выходной сигнал блока 4 умножения поступает через первый суммирующий элемент 6 и усилитель 9 мощности на вход объекта 8 и начинает компенсировать эквивалентное возмущение f₂(Y, λ, t) объекта 8 (см. уравнение (1)) до тех пор, пока выходной сигнал второго суммирующего элемента 7 не станет равным нулю.The total signal from the output of the second summing amplifier 7 is fed to the input of the proportional-integral controller 11, in which it is converted accordingly. The signal from the output of the proportional-integral controller 11 is supplied to the second input of the multiplication unit 4, in which it changes the gain of the signal supplied to its first input through the module selection unit 5 from the output of the first differentiating filter 10. The output signal of the multiplication unit 4 is supplied through the first summing element 6 and the power amplifier 9 at the input of the object 8 and begins to compensate for the equivalent perturbation f ₂ (Y, λ, t) of the object 8 (see equation (1)) until the output signal of the second summing element 7 becomes equal to zero.

В то же время на второй вход элемента 3 сравнения поступает через первый дифференцирующий фильтр 10 выходной сигнал объекта 8. Сигнал рассогласования с выхода элемента 3 сравнения поступает через первый суммирующий элемент 6 и усилитель 9 мощности на вход объекта 8 и изменяет его выходной сигнал до тех пор, пока не станет равным нулю выходной сигнал рассогласования элемента 3 сравнения.At the same time, the output signal of the object 8 is supplied to the second input of the comparison element 3 through the first differentiating filter 10. The error signal from the output of the comparison element 3 is transmitted through the first summing element 6 and the power amplifier 9 to the input of the object 8 and changes its output signal until until the mismatch output signal of the comparison element 3 becomes zero.

Заметим, что инерционный фильтр 2 комбинированной системы координатно-параметрического управления необходим для компенсации форсирующего действия ее основного контура регулирования и контура локализации возмущений, которое обусловлено наличием в обратных связях указанных контуров инерционности дифференцирующих фильтров 10 и 13. В свою очередь, дифференцирующие фильтры 10 и 13 необходимы для формирования соответствующих сумм компонент соответственно вектора состояния объекта 8 и вектора состояния параметрического контура локализации возмущений, которые образуют последовательно соединенные второй суммирующий элемент 7, пропорционально-интегральный регулятор 11, блок 4 умножения, первый суммирующий элемент 6, усилитель 9 мощности, объект 8 и второй дифференцирующий фильтр 13.Note that the inertial filter 2 of the combined coordinate-parametric control system is necessary to compensate for the forcing action of its main control loop and disturbance localization loop, which is due to the presence of differentiating filters 10 and 13 in the feedback loops of these inertia loops. In turn, differentiating filters 10 and 13 are necessary for the formation of the corresponding sums of the components, respectively, of the state vector of the object 8 and the state vector of the parametric localization loop disturbances that form the second summing element 7 connected in series, the proportional-integral controller 11, the multiplication unit 4, the first summing element 6, the power amplifier 9, the object 8 and the second differentiating filter 13.

Качество процесса управления комбинированной системы координатно-параметрического управления исследовалось методом ее моделирования на ПЭВМ. В результате такого исследования установлено, что при отработке внешних возмущающих воздействий система имеет апериодические переходные процессы и обеспечивает нулевую установившуюся ошибку.The quality of the control process of the combined coordinate-parametric control system was studied by the method of its simulation on a PC. As a result of such a study, it was found that when working out external disturbing influences, the system has aperiodic transients and provides a zero steady-state error.

Благодаря изменению структуры и введению в комбинированную систему координатно-параметрического управления нестационарным объектом дополнительных элементов обеспечивается повышение качества переходных процессов и точности в установившемся режиме при отработке ею внешних возмущающих воздействий.By changing the structure and introducing additional elements into the combined system of coordinate-parametric control of the non-stationary object, the quality of transients and the accuracy in the steady state are improved while working out external disturbing influences.

Claims

1. The combined system of coordinate-parametric control of an unsteady object of the n-th order, containing a serially connected master, inertial filter and a comparison element, a multiplication unit, a module selection unit, two summing elements, an object connected to the output of the power amplifier and the output to the input of the first differentiating filter, characterized in that it is equipped with a proportional-integral controller, a non-linear amplifier and a second differentiating filter, the first differentiating filter p is connected by the output to the second input of the comparison element and through the module selection unit to the first input of the multiplication unit, which is connected by the second input to the output of the proportional-integral controller, the first summing element is connected by the first input to the output of the multiplication unit, the second input to the output of the comparison element and the output to the input of the power amplifier, the second summing element is connected by the first input to the output of the inertial filter, the second input through a non-linear amplifier to the output of the proportional-integral controller, a third input through a second differentiating filter to the output of the object and an output to the input of the proportional-integral controller, while the first differentiating filter is made up of n integro-adders and an amplifier connected in series, the output of which is connected to the second input of each integro-adder and is the output of the first differentiating filter, and the input the first differentiating filter is the first input of the first integrator, connected to the third inputs of the remaining integrator.

2. The combined system according to claim 1, characterized in that the second differentiating filter is made in the form of serially connected n integrosummers and a summing amplifier, the output of which is connected to the second input of each integrosummer and is the output of the second differentiating filter, and the first input is the input of the second differentiating filter the first integro-adder connected to the third inputs of the remaining integro-adders and the second input of the summing amplifier.