RU2495469C2 - Automatic control system - Google Patents

Automatic control system Download PDF

Info

Publication number
RU2495469C2
RU2495469C2 RU2011150727/08A RU2011150727A RU2495469C2 RU 2495469 C2 RU2495469 C2 RU 2495469C2 RU 2011150727/08 A RU2011150727/08 A RU 2011150727/08A RU 2011150727 A RU2011150727 A RU 2011150727A RU 2495469 C2 RU2495469 C2 RU 2495469C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
control object
multiplier
comparator
Prior art date
Application number
RU2011150727/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011150727A (en
Inventor
Ольга Андреевна Трефилова
Владимир Федорович Трефилов
Original Assignee
Ольга Андреевна Трефилова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ольга Андреевна Трефилова filed Critical Ольга Андреевна Трефилова
Priority to RU2011150727/08A priority Critical patent/RU2495469C2/en
Publication of RU2011150727A publication Critical patent/RU2011150727A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2495469C2 publication Critical patent/RU2495469C2/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: disclosed is an automatic control system, having a control object, a first comparator, inputs of which are connected to an input signal source and the output of the control object and a summation device, the first input of which is connected through a modulus extractor and a first amplifier to the output of the first comparator, the second input is connected to a device for setting a constant transfer ratio, and the output is connected to the first input of a first multiplier, the second input of which is connected to the output of the first comparator, the output of the first multiplier is connected to the positive input of a second comparator, the output of which is connected to the input of the control object. The negative input of the second comparator is connected through a second amplifier to the output of the second multiplier, the first input of which is connected through a differentiator to the output of the control object, and the second input is connected through a rooting device to the output of the summation device.
EFFECT: high speed of operation and accuracy of the system while maintaining a modular optimum for any system error values.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к автоматическому регулированию. Известна система автоматического регулирования (Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. Наука. 1988 г., стр.8 рис 1.1.6), в которой управляющий сигнал представляет собой сумму сигналов ошибки системы и квадрата ошибки системы. Недостатком известных систем является то, что с изменением коэффициента передачи системы с изменением ошибки изменяются запасы устойчивости системы, меняется колебательность, что вынуждает уменьшать суммарный коэффициент передачи, уменьшать точность и быстродействие.The present invention relates to automatic regulation. A known system of automatic control (Popov EP Theory of nonlinear systems of automatic regulation and control. Science. 1988, p. 8 Fig. 1.1.6), in which the control signal is the sum of the system error signals and the square of the system error. A disadvantage of the known systems is that with a change in the transmission coefficient of the system with a change in the error, the stability margins of the system change, the oscillation changes, which forces to reduce the total transmission coefficient, to reduce accuracy and speed.

Известны также системы подчиненного регулирования (Фрер Ф. и Оттенбургер Ф. Введение в электронную технику регулирования. «Энергия» 1973 г.), в которых за счет последовательных корректирующих устройств системы настраиваются на модульный оптимум. Недостатком этих систем является зависимость параметров настройки и характеристик систем от некомпенсируемой постоянной времени, от которой зависит коэффициент передачи и быстродействие системы.Systems of subordinate regulation are also known (Frere F. and Ottenburger F. Introduction to electronic regulation technology. "Energy" 1973) in which, due to sequential corrective devices, the systems are tuned to a modular optimum. The disadvantage of these systems is the dependence of the settings and characteristics of the systems on the uncompensated time constant, on which the transmission coefficient and system speed depend.

Решаемая задача - устранение зависимости от ошибки системы характеристик скорректированной системы, настраиваемой на модульный оптимум, при всех значениях ошибки системы.The problem to be solved is the elimination of the dependence on the error of the system characteristics of the adjusted system, which is tuned to the modular optimum, for all values of the system error.

Технический результат - повышение быстродействия и точности системы при сохранении модульного оптимума при любых значениях ошибки системы.The technical result is an increase in speed and accuracy of the system while maintaining a modular optimum at any system error values.

Этот технический результат достигается тем, что в системе автоматического регулировании, содержащей первое устройство сравнения, входы которого соединены с источником входного сигнала и выходом системы, объект регулирования и первое устройство суммирования, первый вход которого через устройство выделения модуля и первый усилитель соединен с выходом первого устройства сравнения, а второй вход соединен с устройством задания постоянного коэффициента передачи, а выход соединен с первым входом первого множительного устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, выход первого множительного устройства соединен с плюсовым входом второго устройства сравнения, выход которого соединен с входом объекта регулирования. Система автоматического регулирования отличается тем, что минусовой вход второго устройства сравнения через второй усилитель соединен с выходом второго множительного устройства, первый вход которого соединен через дифференциатор с выходом объекта регулирования, а второй вход соединен через устройство извлечения корня с выходом устройства суммирования.This technical result is achieved in that in an automatic control system containing a first comparison device, the inputs of which are connected to the input signal source and the output of the system, the control object and the first summation device, the first input of which is connected through the module selection device and the first amplifier to the output of the first device comparison, and the second input is connected to a constant gear coefficient setting device, and the output is connected to the first input of the first multiplying device, the second input One of which is connected to the output of the first comparison device, the output of the first multiplying device is connected to the positive input of the second comparison device, the output of which is connected to the input of the control object. The automatic control system is characterized in that the negative input of the second comparison device through the second amplifier is connected to the output of the second multiplier device, the first input of which is connected through the differentiator to the output of the control object, and the second input is connected through the root extraction device to the output of the summing device.

На фиг.1 приведена схема системы автоматического регулирования. Система автоматического регулирования содержит объект регулирования 1, первое устройство сравнения 2, входы которого соединены с источником 3 входного сигнала и выходом объекта регулирования, устройство суммирования 4, первый вход которого через устройство 5 выделения модуля и первый усилитель 6 соединен с выходом первого устройства сравнения 2, второй вход устройства 4 соединен с устройством задания 7 постоянного коэффициента, а выход соединен с первым входом первого множительного устройства 8, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения 2, а выход соединен с плюсовым входом второго устройства сравнения 9, выход которого соединен с входом объекта регулирования 1, а минусовой вход через второй усилитель 10 соединен с выходом второго множительного устройства 11, первый вход которого соединен через дифференциатор 12 с выходом объекта регулирования, а второй вход соединен через устройство извлечения корня 13 с выходом устройства суммирования.Figure 1 shows a diagram of an automatic control system. The automatic control system contains a control object 1, a first comparison device 2, the inputs of which are connected to the input signal source 3 and the output of the control object, a summing device 4, the first input of which is connected through the module selection device 5 and the first amplifier 6 to the output of the first comparison device 2, the second input of device 4 is connected to a constant factor reference device 7, and the output is connected to the first input of the first multiplying device 8, the second input of which is connected to the output of of the second comparison device 2, and the output is connected to the positive input of the second comparison device 9, the output of which is connected to the input of the control object 1, and the negative input through the second amplifier 10 is connected to the output of the second multiplier device 11, the first input of which is connected through the differentiator 12 to the output of the object regulation, and the second input is connected through the root extraction device 13 to the output of the summation device.

Система автоматического регулирования работает следующим образом: в первом устройстве сравнения 2 выявляется ошибка регулирования ε=g-x, где g - входной сигнал, поступающий с источника 3 входного сигнала, x - регулируемая координата, поступающая с выхода объекта регулирования 1.The automatic control system works as follows: in the first comparison device 2, the control error ε = g-x is detected, where g is the input signal coming from the source 3 of the input signal, x is the adjustable coordinate coming from the output of the control object 1.

На первом входе устройства суммирования 4 с помощью устройства 5 выделения модуля и первого усилителя 6 формируется сигнал С 0 | ε | = С 0 ε s i g n ε

Figure 00000001
. На второй вход устройства суммирования поступает сигнал С1 с устройства задания 7 постоянного коэффициента, в итоге на выходе устройства суммирования 4 формируется сигнал U 1 = C 1 + C 0 | ε |
Figure 00000002
, а на выходе первого множительного устройства 8 формируется сигнал U 2 = ε ( C 1 + C 0 | ε | ) = ε k 1 ( ε )
Figure 00000003
, который соответствует введению в цепь ошибки ε звена с коэффициентом передачи, меняющимся с изменением этой ошибки. Одновременно с этим формируется сигнал обратной связи по скорости изменения регулируемой координаты U3=k3px.A signal is generated at the first input of the summing device 4 using the module isolation device 5 and the first amplifier 6 FROM 0 | ε | = FROM 0 ε s i g n ε
Figure 00000001
. The second input of the summing device receives a signal C 1 from the job device 7 constant coefficient, as a result, a signal is generated at the output of the summing device 4 U one = C one + C 0 | ε |
Figure 00000002
, and at the output of the first multiplier device 8, a signal is generated U 2 = ε ( C one + C 0 | ε | ) = ε k one ( ε )
Figure 00000003
, which corresponds to introducing into the error circuit ε a link with a transmission coefficient that varies with this error. At the same time, a feedback signal is formed according to the rate of change of the adjustable coordinate U 3 = k 3 px.

В результате передаточная функция замкнутой системы при передаточной функции разомкнутой системы W ( p ) = k 0 p 2

Figure 00000004
будет иметь вид: Ф ( p ) = x g = 1 1 k 1 k o p 2 + k 3 k 1 p + 1 .
Figure 00000005
As a result, the transfer function of a closed system with the transfer function of an open system W ( p ) = k 0 p 2
Figure 00000004
will look like: F ( p ) = x g = one one k one k o p 2 + k 3 k one p + one .
Figure 00000005

Представив знаменатель Ф ( p )

Figure 00000006
в виде Т2p2+2ξТр+1 и приняв как при настройке на модульный оптимум ξ = 1 2
Figure 00000007
, получим T = 1 k 1 k o ,
Figure 00000008
Introducing the denominator F ( p )
Figure 00000006
in the form of T 2 p 2 + 2ξТр + 1 and taking as when setting to modular optimum ξ = one 2
Figure 00000007
we get T = one k one k o ,
Figure 00000008

2 ξ T = 1 2 k 1 k o = k 3 k 1

Figure 00000009
и требуемый коэффициент обратной связи по скорости 2 ξ T = one 2 k one k o = k 3 k one
Figure 00000009
and required speed feedback coefficient

k 3 = k 1 2 k o = С 1 + С 0 | ε | 2 k o

Figure 00000010
соответствует настройке на модульный оптимум при любых значениях ошибки ε и коэффициента передачи k 1 = С 1 + С 0 | ε |
Figure 00000011
. k 3 = k one 2 k o = FROM one + FROM 0 | ε | 2 k o
Figure 00000010
corresponds to tuning to modular optimum at any values of error ε and transmission coefficient k one = FROM one + FROM 0 | ε |
Figure 00000011
.

В результате в системе автоматического регулирования при больших ошибках ε обеспечивается большой коэффициент передачи за счет С 0 | ε |

Figure 00000012
, чем достигается увеличение быстродействия, при малых ошибках обеспечивается малый коэффициент передачи за счет С0 и тем самым малое влияние помех и в то же время настройка на модульный оптимум при любых ошибках и всех коэффициентах передачи. При обычной настройке на модульный оптимум отклонение коэффициента передачи от оптимального значении ведет или к уменьшению быстродействия или к недопустимой колебательности системы.As a result, in the automatic control system with large errors ε, a large transmission coefficient is ensured due to FROM 0 | ε |
Figure 00000012
which achieves an increase in speed, with small errors, a small transmission coefficient is achieved due to C 0 and thereby a small influence of interference and at the same time, tuning to a modular optimum for any errors and all transmission coefficients. In normal tuning to a modular optimum, deviation of the transmission coefficient from the optimal value leads either to a decrease in speed or to an unacceptable oscillation of the system.

Claims (1)

Система автоматического регулирования, содержащая объект регулирования, первое устройство сравнения, входы которого соединены с источником входного сигнала и выходом объекта регулирования, и устройство суммирования, первый вход которого через устройство выделения модуля и первый усилитель соединен с выходом первого устройства сравнения, второй вход соединен с устройством задания постоянного коэффициента передачи, а выход соединен с первым входом первого множительного устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, выход первого множительного устройства соединен с плюсовым входом второго устройства сравнения, выход которого соединен с входом объекта регулирования, отличающаяся тем, что минусовой вход второго устройства сравнения через второй усилитель соединен с выходом второго множительного устройства, первый вход которого соединен через дифференциатор с выходом объекта регулирования, а второй вход соединен через устройство извлечения корня с выходом устройства суммирования. An automatic control system comprising a control object, a first comparison device, the inputs of which are connected to the input signal source and the output of the control object, and a summing device, the first input of which is connected through the module extraction device and the first amplifier to the output of the first comparison device, and the second input is connected to the device setting a constant transfer coefficient, and the output is connected to the first input of the first multiplier device, the second input of which is connected to the output of the first device Comparison properties, the output of the first multiplier device is connected to the positive input of the second comparison device, the output of which is connected to the input of the control object, characterized in that the negative input of the second comparison device through the second amplifier is connected to the output of the second multiplier device, the first input of which is connected through the differentiator to the output the regulation object, and the second input is connected through the root extraction device to the output of the summation device.
RU2011150727/08A 2011-12-13 2011-12-13 Automatic control system RU2495469C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150727/08A RU2495469C2 (en) 2011-12-13 2011-12-13 Automatic control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150727/08A RU2495469C2 (en) 2011-12-13 2011-12-13 Automatic control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011150727A RU2011150727A (en) 2013-06-20
RU2495469C2 true RU2495469C2 (en) 2013-10-10

Family

ID=48785116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011150727/08A RU2495469C2 (en) 2011-12-13 2011-12-13 Automatic control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2495469C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989005002A1 (en) * 1987-11-25 1989-06-01 National Research Development Corporation Industrial control systems
RU2039371C1 (en) * 1991-12-17 1995-07-09 Новочеркасский политехнический институт System of automatic control over non-stationary object
RU50323U1 (en) * 2005-05-11 2005-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет" (Новочеркасский политехнический институт)" COMBINED COORDINATE-PARAMETRIC CONTROL SYSTEM FOR NON-STATIONARY NONLINEAR OBJECT
RU2327196C1 (en) * 2006-12-05 2008-06-20 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Синтеза" (Оао Ниик) Cascaded double channeled self-adaptive system for combined control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989005002A1 (en) * 1987-11-25 1989-06-01 National Research Development Corporation Industrial control systems
RU2039371C1 (en) * 1991-12-17 1995-07-09 Новочеркасский политехнический институт System of automatic control over non-stationary object
RU50323U1 (en) * 2005-05-11 2005-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет" (Новочеркасский политехнический институт)" COMBINED COORDINATE-PARAMETRIC CONTROL SYSTEM FOR NON-STATIONARY NONLINEAR OBJECT
RU2327196C1 (en) * 2006-12-05 2008-06-20 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Синтеза" (Оао Ниик) Cascaded double channeled self-adaptive system for combined control

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011150727A (en) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9520890B1 (en) Dual digital to time converter (DTC) based differential correlated double sampling DTC calibration
CN101476906B (en) Anti-strong fixed interference digital signal processing system of vortex street flowmeter
CN1968020B (en) Method and device for stabilizing a transfer function of a digital phase locked loop
US20160344326A1 (en) Motor control device
CN104009734A (en) Gradient variable-step LMS self-adaptation filtering method
KR102064630B1 (en) Transducer acceleration compensation using a delay to match phase characteristics
San-Millan et al. A modified positive velocity and position feedback scheme with delay compensation for improved nanopositioning performance
EP1811348A4 (en) Plant control device
WO2017012435A1 (en) Method for tracking maximum power point of photovoltaic power system
CN105827133A (en) Distributed inverter resonance suppression method and system based on capacitor voltage prediction
CN104236537A (en) Light source intensity noise suppression digital double closed-loop method based on intensity modulator
RU2495469C2 (en) Automatic control system
US8054874B2 (en) Method and system for providing fast and accurate adaptive control methods
RU2012156163A (en) METHOD AND DEVICE OF AUTOMATIC ADJUSTMENT OF A COMPONENT OF DIRECT COMMUNICATION FOR SUPPRESSING AN EXCESSIVE RESPONSE TO STEERED INFLUENCE DURING STEPS TRACKING
CN103885408B (en) A kind of method and apparatus controlling the operation of tested exemplar
Vrančić Magnitude optimum techniques for PID controllers
Guo et al. A design approach for insensitivity to disturbance period fluctuations using higher order repetitive control
JP2017182179A (en) Control system
Zhmud et al. Control of the objects with a single output and with two or more input channels of influence
RU2491602C1 (en) Method of generating digital/analogue signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU2435172C1 (en) Tracking instrument
US20080315939A1 (en) Anti-logarithmic amplifier designs
Sen The use of complex equivalent gain of a memory-type nonlinearity for the analysis of feedback control systems with random inputs
RU2318234C9 (en) Method for controlling an object (variants), control system (variants), signal processing device and astaticism increase block for realization of device
RU2665219C1 (en) Differential measuring transducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131214