RU4841U1 - OPTIMUM REGULATOR - Google Patents
OPTIMUM REGULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU4841U1 RU4841U1 RU96112266/20U RU96112266U RU4841U1 RU 4841 U1 RU4841 U1 RU 4841U1 RU 96112266/20 U RU96112266/20 U RU 96112266/20U RU 96112266 U RU96112266 U RU 96112266U RU 4841 U1 RU4841 U1 RU 4841U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- unit
- adder
- determining
- Prior art date
Links
Abstract
1. Оптимальный регулятор, содержащий сравнивающий сумматор, первый вход которого подключен к выходу блока обратной связи с объектом управления, и формирователь выходного сигнала, выход которого является выходом регулятора, отличающийся тем, что в регулятор введены задатчик управляющего воздействия, блок определения изменения параметра на заданном временном интервале, блок определения моментов переключения, блок определения сигнала коррекции, выход которого соединен с управляющим входом задатчика управляющего воздействия, выход которого подключен к второму входу сравнивающего сумматора, выход которого подключен к первому входу блока определения моментов переключения, к входу блока определения изменения параметра на заданном временном интервале и к входу формирователя выходного сигнала, выходы блока определения изменения парамтера на заданном временном интервале соединены соответственно с вторым и третьим входами блока определения моментов переключения, выход и группа выходов которого подключены к соответствующим входам блока определения сигнала коррекции.2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что блок определения сигнала коррекции при нечетном показателе степени уравнения системы регулирования содержит инверторы, умножители на два, задатчик единичного сигнала, умножитель, сумматор и последовательно соединенные управляемые элементы задержки, выход сумматора соединен с первым входом умножителя, второй выход которого является входом блока, выход является выходом блока, вход первого управляемого элемента задержки и задающий вход сумматора соединены с выходом задатчика единичного сигнала, вых1. An optimal controller containing a comparison adder, the first input of which is connected to the output of the feedback unit with the control object, and a driver of the output signal, the output of which is the output of the controller, characterized in that a control action regulator, a parameter change determination unit for a given the time interval, the unit for determining the switching moments, the unit for determining the correction signal, the output of which is connected to the control input of the control unit, the output of which the second is connected to the second input of the comparison adder, the output of which is connected to the first input of the unit for determining the switching moments, to the input of the unit for determining the parameter change at a given time interval and to the input of the output signal shaper, the outputs of the unit for determining the parameter change at a given time interval are connected respectively to the second and the third inputs of the unit for determining the switching moments, the output and group of outputs of which are connected to the corresponding inputs of the unit for determining the correction signal. 2. The controller according to claim 1, characterized in that the block for determining the correction signal with an odd exponent of the equation of the control system contains inverters, multipliers by two, a single signal generator, a multiplier, an adder and serially connected controlled delay elements, the output of the adder is connected to the first input of the multiplier, the second output of which is the input of the block, the output is the output of the block, the input of the first controlled delay element and the drive input of the adder are connected to the output of the unit of the single signal, you x
Description
ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОРOPTIMUM REGULATOR
Устройство относится к области управления и может быть использовано в каналах управления летательных аппаратов, электроприводов роботов и при автоматизации технологических процессов.The device relates to the field of control and can be used in control channels of aircraft, electric robots and in the automation of technological processes.
Известен оптимальный регулятор по быстродействию, содержащий сравнивающий сумматор, выход которого подключен к релейному элементу, представляющему формирователь выходного сигнала, выход которого является выходом регулятора, выход блока обратной связи с объектом управления соединен с первым входом сравнивающего сумматора, второй вход которого подключен к выходу вычислительного блока (1).Known optimal speed controller containing a comparator, the output of which is connected to a relay element representing the driver of the output signal, the output of which is the output of the controller, the output of the feedback unit with the control object is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the computing unit (1).
Данный регулятор выбран в качестве прототипа.This regulator is selected as a prototype.
Регулятор работает следующим образом.The regulator operates as follows.
Сигнал ошибки системы формируется в сравнивающем сумматоре путем вычисления разности сигналов на выходе вычислительного блока и сигнала обратной связи с объектом управления. На основе текущего значения сигнала ошибок релейный элемент включает управление объектом с определенным.знаком.The system error signal is generated in the comparison adder by calculating the difference of the signals at the output of the computing unit and the feedback signal from the control object. Based on the current value of the error signal, the relay element includes control of the object with a certain sign.
Недостатками данного регулятора являются чрезвычайная сложность его реализации, особенно для объектов выше третьего порядка, во-вторых, регулятор ориентирован только на те случаи, когда корни характеристического уравнения объекта управления являются действительными.The disadvantages of this controller are the extreme complexity of its implementation, especially for objects above the third order, and secondly, the controller is focused only on those cases where the roots of the characteristic equation of the control object are valid.
GO 5 В 11/36 GO 5 V 11/36
Техническим результатом предложения является повышение быстродействия управления, сравнительно простая техническая реализация, повышение точности регулирования, демпфирования систем без потери быстродействия и получения конечного времени регулирования, возможность регулировать объект управления высоких порядков.The technical result of the proposal is to increase the control speed, a relatively simple technical implementation, increase the accuracy of regulation, damping systems without loss of speed and obtain the final control time, the ability to adjust the control object of high orders.
Технический результат достигается тем, что в оптимальном регуляторе, содержащем сравнивающий сумматор, первый вход которого подключен к выходу блока обратной связи с объектом управления, и формирователь выходного сигнала, выход которого является выходом регулятора, введены задатчик управляющего воздействия, блок определения изменения параметра на заданном временном интервале, блок определения моментов переключения, блок определения сигнала коррекции, выход которого соединен с управляющим входом задатчика управляющего воздействия, выход которого подключен ко второму входу сравнивающего сумматора, выход которого подключен к первому входу блока определения моментов переключения, ко входу блока определения изменения параметра на заданном временном интервале и ко входу формирователя выходного сигнала, выходы блока определения изменения параметра на заданном временном интервале соединены соответственно со вторым и третьим входами блока определения моментов переключения, выход и группа выходов которого подключены к соответствующим входам блока определения сигнала коррекции.The technical result is achieved by the fact that in the optimal controller containing a comparison adder, the first input of which is connected to the output of the feedback unit with the control object, and the output driver, the output of which is the output of the controller, a control action adjuster, a parameter change determination unit for a given time the interval, the unit for determining the switching moments, the unit for determining the correction signal, the output of which is connected to the control input of the control unit, the output of which is connected to the second input of the comparison adder, the output of which is connected to the first input of the unit for determining the switching moments, to the input of the unit for determining the parameter change at a given time interval and to the input of the output signal shaper, the outputs of the unit for determining parameter change at a given time interval are connected respectively to the second and the third inputs of the unit for determining the moments of switching, the output and group of outputs of which are connected to the corresponding inputs of the unit for determining the signal and correction.
Кроме того блок определения сигнала коррекции при нечетном показателе степени уравнения системы регулирования содержит инверторы, умножители на два, задатчик единичного сигнала,In addition, the block determining the correction signal with an odd exponent of the equation of the control system contains inverters, multipliers by two, a unit of a single signal,
умножитель, сумматор и последовательно соединенные управляемые элементы задержки, выход сумматора соединен с первым входом умножителя, второй вход которого является входом блока, выход является выходом блока, вход первого управляемого элемента задержки и задающий вход сумматора соединены с выходом задатчика единичного сигнала, выход каждого четного управляемого элемента задержки и каждого нечетного, кроме последнего, соединены соответственно через одноименный умножитель на два, и последовательно соединенные одноименные инвертор и умножитель на два с соответствующими входами сумматора, выход последнего нечетного управляемого элемента задержки подключен через одноименный инвертор к соответствующему входу сумматора, управляющие входы управляемых элементов задержки являются входами группы блока.a multiplier, an adder and serially connected controlled delay elements, the output of the adder is connected to the first input of the multiplier, the second input of which is the input of the block, the output is the output of the block, the input of the first controlled delay element and the input of the adder are connected to the output of the unit of the single signal, the output of each even controlled the delay element and each odd, except the last, are connected respectively through the same multiplier by two, and the inverter of the same name connected in series and factor of two and a respective adder inputs, the output of the last odd-managed delay element is connected through an inverter to the corresponding titled adder input, control inputs of the controllable delay elements are inputs of block groups.
Кроме того, блок определения сигнала коррекции при четном показателе степени уравнения системы регулирования содержит инверторы, умножители на два, задатчик единичного сигнала, умножитель, сумматор и последовательно соединенные управляемые элементы задержи, выход сумматора соединен с первым входом умножителя, второй вход которого является входом блока, выход является выходом блока, вход первого управляемого элемента задержки и задающий вход сумматора соединены с выходом задатчика единичного сигнала, выход каждого нечетного управляемого элемента задержки через последовательно соединенные инвертор и умножитель на два и выход каждого четного управляемого элемента задержки, кроме последнего, через одноименный умножитель на два подключены к соответствующим входам сумматора, выход последнего четного управляемогоIn addition, the block for determining the correction signal with an even exponent of the equation of the control system contains inverters, two multipliers, a unit of a single signal, a multiplier, an adder and serially connected controlled delay elements, the output of the adder is connected to the first input of the multiplier, the second input of which is the input of the unit, the output is the output of the unit, the input of the first controlled delay element and the adder input are connected to the output of the unit of the single signal, the output of each odd control of a delay element through two inverters and a multiplier connected in series and the output of each even controlled delay element, except for the last, through the same multiplier by two connected to the corresponding inputs of the adder, the output of the last even controlled
элемента задержки через одноименный инвертор соединен с соответствующим входом сумматора, управляющие входы управляемых элементов задержки являются входами группы блока.the delay element through the same inverter is connected to the corresponding input of the adder, the control inputs of the controlled delay elements are the inputs of the block group.
Функциональная схема оптимального регулятора приведена на фиг.1, функциональная схема блока определения сигнала коррекции приведена на фиг.2.The functional diagram of the optimal controller is shown in figure 1, the functional block diagram of the determination of the correction signal is shown in figure 2.
Устройство содержит задатчик 1 управляющего воздействия, сравнивающий сумматор 2, формирователь 3 выходного сигнала, блок 4 обратной связи с объектом управления, блок 5 определения изменения параметра на заданном временном интервале, блок б определения моментов переключения, блок 7 определения сигнала коррекции, управляющий вход 8 устройства.The device comprises a control action master 1, comparing the adder 2, an output signal shaper 3, a feedback unit 4 with a control object, a parameter change determination unit 5 at a predetermined time interval, a switching moment determination unit b, a correction signal determination unit 7, a control input device 8 .
Блок определения сигнала коррекции содержит последовательно соединенные управляемые элементы задержки 9 9П , инверторы 10, умножители 11 на два, сумматор 12, умножитель 13, задатчик единичного сигнала 14, вход 15 подачиThe correction signal determination block contains serially connected controlled delay elements 9 9P, inverters 10, two multipliers 11, an adder 12, a multiplier 13, a unit of a single signal 14, an input 15
сигнала А,.signal A ,.
Устройство работает следующим образом. Выходом регулятора является управляющий вход объекта управления (на чертеже не показан), выход параметра регулирования которого соединен со входом блока 4 обратной связи с объектом управления, являющимся информационным входом регулятора. Блок 4 является необходимым признаком для согласования сигнала параметра регулирования объекта управления с аппаратурой обработки сигналов в оптимальном регуляторе. Сигнал на выходе блока 4 обратной связи и0бР.связи поступает на один из входов сравнивающего сумматора 2, на второй вход которого подается сигнал UHOM(t) от задатчика 1The device operates as follows. The output of the controller is the control input of the control object (not shown in the drawing), the output of the control parameter of which is connected to the input of the feedback unit 4 with the control object, which is the information input of the controller. Block 4 is a necessary sign for matching the signal of the control parameter of the control object with the signal processing equipment in the optimal controller. The signal at the output of the feedback block 4 and 0bR. Communication is fed to one of the inputs of the comparison adder 2, the second input of which is fed the signal UHOM (t) from the setter 1
управляющего воздействия. Разница Е,, между указанными сигналами, определяемая в сумматоре 2 поступает на вход формирователя 3 выходного сигнала и далее в качестве сигнала управляющего воздействия на объект управления ( на чертеже не показан). В случае необходимости формирования управляющего сигнала в виде сложной функции управления формирователь 3 выходного сигнала может состоять из функционального преобразователя и согласующего элемента { на чертеже не показан).control action. The difference E ,, between the indicated signals, determined in the adder 2, is input to the output driver 3 of the output signal and then as a control signal to the control object (not shown). If it is necessary to generate a control signal in the form of a complex control function, the output signal shaper 3 may consist of a functional converter and a matching element (not shown in the drawing).
Данный регулятор решает задачу управления объектом для различных систем регулирования на заданном конечном временном интервале. Для этого величина вышеуказанной разности Е0 поступает на блок 5 и б для определения корректирующего сигнала в блоке 7, учитывающегося при формировании сигнала управляющегося воздействия.This regulator solves the object control problem for various control systems at a given finite time interval. For this, the value of the above difference E0 is supplied to block 5 and b to determine the correction signal in block 7, which is taken into account when generating the signal of the controlled action.
В блоке 5 определения изменения параметра на заданномIn block 5, the determination of the change in the parameter for a given
временном интервале вычисляют первую Е0 и Е0 вторуюtime interval calculate the first E0 and E0 second
производные величины Е0. (Порядок производных зависит отderived quantities E0. (The order of the derivatives depends on
порядка уравнений, или другого математического аппарата, используемых для вычисления параметров управляющегоorder of equations, or other mathematical apparatus used to calculate the parameters of the control
воздействия.) Определение величин Е0 и Е0 (или более высоких порядков) производят любым известным блоком дифференцирования или программно.impact.) The determination of the values of E0 and E0 (or higher orders) is carried out by any known differentiation unit or programmatically.
Полученные таким образом значения производных Е0 поступают в блок б определения моментов переключения, где определяютThe values of the derivatives E0 obtained in this way go to block b for determining the switching moments, where they determine
величины значения моментов переключений ti, t2, ... и величину параметра регулирования X,.the values of the switching moments ti, t2, ... and the value of the control parameter X ,.
Например, для случая апериодического объекта управления второго порядка процесс регулирования описывается уравнением второго порядка.For example, for the case of an aperiodic control object of the second order, the control process is described by a second-order equation.
X((ti- 2e-at+ 1) + (Ее + ВД,) О(1)X ((ti- 2e-at + 1) + (Her + VD,) O (1)
1) + (Ее + ад/) О, 1) + (Her + hell /) Oh,
где, А, - параметр регулирования,where, A, is the regulation parameter,
TI - постоянная времени объекта управления, Т2 - постоянная времени объекта управления,TI - time constant of the control object, T2 - time constant of the control object,
«1 - 1/Ti ,"1 - 1 / Ti,
a2 1/Т2 ,a2 1 / T2,
ti - момент переключения,ti is the switching moment,
ta - момент переключения на заданном временном интервале быстродействия.ta is the switching moment at a given time interval of speed.
Полученные в результате решения системы уравнений (1)The resulting solutions of the system of equations (1)
величины X и ti, t2,,.. поступают в блок 7 определениясигналаthe quantities X and ti, t2 ,, .. enter the signal determination unit 7
коррекции (фиг.2), на выходе которого формируетсясигнал коррекции икорр.correction (figure 2), the output of which is formed a correction signal and corr.
Блок 7 определения величины коррекции сучетомBlock 7 determine the amount of correction accounting
поступающего из блока 6 сигнала Mt) - меняющегося в процессеcoming from block 6 of the signal Mt) - changing in the process
работы регулятора в пределах от 0 до +/-1, 1м Ј 1 и величин моментов переключения управления, соответственно, ti, t2, . .. вычисляет значение UKoPP использующегося для изменения величиныthe operation of the controller in the range from 0 to +/- 1, 1m велич 1 and the values of the moments of switching control, respectively, ti, t2,. .. calculates the UKoPP value used to change the value
Блок 7 содержит управляемые элементы задержки 9г - 9П, на управляющие входы которых поступают сигналы, соответствующие моментам времени ti, t2/.. . tn, вычисленные в блоке 6.Block 7 contains controllable delay elements 9g - 9p, to the control inputs of which signals corresponding to time ti, t2 / .. are received. tn calculated in block 6.
Элементы задержки последовательно соединены между собой, на первый вход первого элемента 9i задержки поступает единичный сигнал из задатчика 14, управляемого по входу 8. С выходов элементов задержки сигналы через последовательно соединенные инвертор 10 и умножитель на два или непосредственно через инвертор поступают на сумматор 12, где величины, поступающие с выходов элементов задержки складываются с единичным сигналом в сумматоре 12, полученный сигнал перемножается в умножителе 13 сThe delay elements are connected in series, the first signal of the first delay element 9i receives a single signal from the master 14, controlled by input 8. From the outputs of the delay elements, the signals are connected through the inverter 10 and the multiplier by two or directly through the inverter to the adder 12, where the quantities coming from the outputs of the delay elements are added to a single signal in the adder 12, the received signal is multiplied in the multiplier 13 s
сигналом A,(t), поступающим из блока 6, и на выходе блока 7 формируется сигнал коррекции UKOpp.the signal A, (t) coming from block 6, and the UKOpp correction signal is generated at the output of block 7.
Полученный сигнал UKOpp, являющийся функцией A,(t), передают в задатчик 1 управляющего воздействия в детермированный момент времени переключения, он может поступать и посредством сигнала управления синхронизированного с сигналом по входу 8. В результате этого в задатчике 1 сигнал (сигнал номинального уровня) преобразуется в сигнал, форма которого меняется вThe received UKOpp signal, which is a function of A, (t), is transmitted to the control unit 1 at a deterministic switching time, and it can also be received by means of a control signal synchronized with the signal at input 8. As a result, the signal in the unit 1 (signal of nominal level) converted to a signal whose shape changes to
зависимости от значения величины A,(t) .depending on the value of A, (t).
Предложенное устройство обеспечивает регулирования объекта на заданном временном интервале с заданным быстродействием в зависимости от заданных условий регулирования.The proposed device provides the regulation of the object at a given time interval with a given speed depending on the specified regulation conditions.
1. Атанс М., Фалб П. Оптимальное управление , М., Машиностроение, 1968, с. 500, рис.729 (прототип).1. Atans M., Falb P. Optimal control, M., Engineering, 1968, p. 500, Fig. 729 (prototype).
/л/ l
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112266/20U RU4841U1 (en) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | OPTIMUM REGULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112266/20U RU4841U1 (en) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | OPTIMUM REGULATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU4841U1 true RU4841U1 (en) | 1997-08-16 |
Family
ID=48267009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96112266/20U RU4841U1 (en) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | OPTIMUM REGULATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU4841U1 (en) |
-
1996
- 1996-06-24 RU RU96112266/20U patent/RU4841U1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20000057636A (en) | Motor controller | |
US3621357A (en) | Apparatus processing pulse numbers for use in a pid digital control system | |
RU4841U1 (en) | OPTIMUM REGULATOR | |
US4334281A (en) | Command generation system for generating a smooth command signal | |
RU2105341C1 (en) | Optimal regulator | |
CN111293927B (en) | Multi-motor synchronous driving control method, device and system | |
RU2012034C1 (en) | Method for automatic control and system for implementation of said method | |
SU932461A1 (en) | Adaptive control system | |
SU1070507A1 (en) | Adaptive system for monitoring and control | |
US5917301A (en) | Method for generating a motion profile of a motor | |
RU2031434C1 (en) | System of adaptive control of non-stationary non-linear objects | |
JP2516168B2 (en) | Integration time control type digital integration circuit | |
RU2132079C1 (en) | Adaptive control system with variable structure | |
SU1126925A1 (en) | Non-linear correction device | |
RU2092964C1 (en) | Method and device for controlling stepping-motor drive | |
SU847276A1 (en) | Device for identification of linear object | |
SU1666538A1 (en) | System for computerized control over periodical fermentation process | |
SU1173388A1 (en) | Control system | |
SU642674A1 (en) | Method of shaping correcting signal in non-linear self-adjusting control systems | |
SU681415A1 (en) | Adaptive servo drive | |
SU736046A1 (en) | Variable-structure regulator | |
SU746414A1 (en) | Adaptive regulator | |
SU813356A1 (en) | Adaptive regulating system | |
SU1293820A1 (en) | Method of controlling excitation of synchronous generator | |
SU1026275A1 (en) | Frequency controller to asynchronous traction electric drive |