SU1126927A1

SU1126927A1 - Control system having coordinate-parameter feedback

Info

Publication number: SU1126927A1
Application number: SU833613801A
Authority: SU
Inventors: Станислав Васильевич Емельянов; Сергей Константинович Коровин; Владимир Иванович Сизиков; Клара Матвеевна Цветкова
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт системных исследований
Priority date: 1983-07-18
Filing date: 1983-07-18
Publication date: 1984-11-30

Abstract

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С КООРДИНАТНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ , содержаща последовательно соединенные первый сумматор, умножитель, объект управлени и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход - с входами дифференциаторов, выходы которых и выход блока сравнени соединены через соответствующие первые усилители с входами второго сумматора, а через соответствующие модульные элементы - с вкодами вторых усилителей , выходы которых подключены к соответствующим входам первого сумматора , выход второго сумматора соединен с входом репейного элемента, о тличающа с тем, что, с целью повьшени помехоустойчивости и надежности системы, она содержит инер (Л ционный фильтр, подключенный входом к выходу релейного элемента, а выхо- с дом - к второму«входу умножител .CONTROL SYSTEM WITH COORDINATE-PARAMETRIC FEEDBACK, containing in series the first adder, multiplier, control object and comparison unit, the second input of which is connected to the output of the setpoint generator, and the output - to the inputs of differentiators, whose outputs and output of the comparison unit are connected through the corresponding first amplifiers to the inputs of the second adder, and through the corresponding modular elements - with the codes of the second amplifiers, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first adder, the output of the second first adder connected to the input member burdock, tlichayuscha of the fact that, in order povsheni noise immunity and reliability of the system, it contains inertia (L insulating filter connected to the output of the input relay element and a house The yields - a second "input of the multiplier.

Description

иг.1 Изобретение относитс к области автоматического управлени и регулировани и предназначено дл автоматического управлени свободными коле бани ми линейных динамическик объектов с существенно нестационарными параметрами, мен ющимис неконтролируемым образом в любых ограниченных пределах. Предполагаетс , что динамика объ екта описываетс уравнением (t)...a(t)-J-U{t) ,: где i 1,,,,п т переменные параметры, объекта, удовлетвор ющие услови м . , где 01. I и. посто нные и известны величины, f Задача управлени состоит в сведении к нулю ошибки регулировани x(-t)v(t)-v(t) далее считаетс (tl con5-t 0, , при любом на-Ч чальном состо нии и при обеспечении услови малой зависимости свойств управл е шж процессов в замкнутой системе от параметров объекта регулировани , Известна самонастраивающа с система с эталонной моделью, содержаща объект управлени , модель объе та управлени , дифференциаторы, усилители , сумматоры, умножители 1 J. Недостатками известной схемы вл ютс низка надежность,сложность св занна с больип1м числом HacTpaHBae г- ых параметров, неудовлетворительное качество регулировани при сук ествен ных изменени х параметров объекта, значительна зависимость регулируемой величины от параметров объекта в переходных процессах, Наиболее близким техническим решением к данному вл етс самонастра вающа с система, содержаща последовательно соединенные первьй сумматор , умножитель, первьй блок сравнерш , объект управлени к второй блок сравнени , второй вход которого .соед нен с выходами задатчика, а выход с входами дифЛ)еренциаторов, вьссодами соединенных через соответствую цие пе вые усилители с входами второго сумматора и через соответствуюпцие «модульные элементы - с входами вторых усилителей,, выходы которых соединены с соответствуннцими входами первого сумматораJ выход второго сумматора соединен с входом релейного элемента, выход которого подключен к второму входу умножител , к второму входу первого блока сравнени подключен выход корректирующего звена, вход которого соединен с выходом объекта управлени С2. Недостатками известного регул тора вл ютс невысока помехоустойчивость , наличие высокочастотных разрывов сигнала управлени , высока чувствительность к неидеальност м в реализации элементов системы. Цель изобретени - повьшение помехоустойчивости , грубости к реализации элементов системы управлени , обеспечение непрерывности сигнала управлени и повышение надежности. Поставленна цель достигаетс тем, что в систему,содержащую последовательно соединенные первый сумматор, умножитель, объект управлени и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выходс входами дифференциаторов, вьгходы которых и вьссод блока сравнени соединены через соответствующие первые усилители с входами второго сумматора и через соответствующие модульные элементы - с входами вторых усилителей , выходы которых соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход второго сумматора соединен с входом релейного элемента , введен инерционг1ый фильтр, подклЕоченный входом к выходу релейного элемента, а выходом - к второму входу умножител . На фиг.1 дана схема, по сн юща предложенную систему; на фиг,2 схема автоматического управлени . На фиг,1 прин ты следующрге обозначени : 1 - объект упра}злени , 2 - задатчик с выходным сигналом j lttsO, 3 - регул тор контура координатной обратной св зи (КОС), формирующий управление U(-t),4 - задатчик координатно-параметрической обратной св зи (КПОС) с выходным сигналом x.(t), 5 - регул тор контура КПОС, формируюиий сигнал ,u(t). При замыкании объекта управлени обратной св зью регул тором 3 получаетс известна обобщенна схема системы с элементами,1-3. При изменении параметров объекта неконтролируемым образом в ЕИРроких пределах така схема не решает задачи управлени . Введем контур координатно-параметрическойThe invention relates to the field of automatic control and regulation, and is intended to automatically control the free vibrations of linear dynamic objects with substantially non-stationary parameters that change in an uncontrolled manner within any limited limits. It is assumed that the dynamics of the object are described by the equation (t) ... a (t) -J-U (t),: where i 1 ,,,, n is the variable parameters of the object, satisfying the conditions. where 01. I and. constant and known values, f The control problem is to reduce to zero the control error x (-t) v (t) -v (t), then it is considered (tl con5-t 0, for any on-time condition and ensuring that the properties of the controllable processes in a closed system depend on the parameters of the control object, the known self-adjusting system with a reference model containing the control object, the control volume model, differentiators, amplifiers, adders, multipliers 1 J. The disadvantages of the known scheme are low reliability, complexity With a large number of HacTpaHBae parameters, an unsatisfactory quality of regulation with the most significant changes in the parameters of the object, a significant dependence of the adjustable value on the parameters of the object in transient processes. The closest technical solution to this is a self-adjusting system containing sequentially connected first adder, multiplier, first block compared, control object to the second compare block, the second input of which is connected to the outputs of the setter, and the output to the inputs of the switch; The modulators are connected to the second amplifiers, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first adderJ, the output of the second adder is connected to the input of the relay element, the output of which is connected to the second input the multiplier, to the second input of the first comparison unit is connected the output of the correction link, the input of which is connected to the output of the control object C2. The disadvantages of the known regulator are low noise immunity, the presence of high-frequency breaks of the control signal, and a high sensitivity to imperfections in the implementation of system elements. The purpose of the invention is to increase noise immunity, coarseness to the implementation of the elements of the control system, ensuring the continuity of the control signal and improving reliability. The goal is achieved by the fact that a system containing a first adder, a multiplier, a control object and a comparison unit, the second input of which is connected to the output of the setpoint device, and the outputs of differentiator inputs and outputs of the comparison unit are connected to the second the adder and through the corresponding modular elements with the inputs of the second amplifiers, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first adder, the output of the second adder is connected input relay element introduced inertsiong1y filter podklEochenny input to the output of the relay element and the output - to the second input of the multiplier. Figure 1 is a diagram explaining the proposed system; Fig 2, automatic control circuit. In FIG. 1, the following symbols are adopted: 1 — control object, 2 — master with output signal j lttsO, 3 — coordinate feedback loop regulator (CBS), which forms the control U (-t), 4 — master control -parametric feedback (KPOS) with the output signal x. (t), 5 - the regulator of the circuit KPOS, forming a signal, u (t). When the feedback control object is closed by the controller 3, a generalized scheme of the system with elements 1-3 is obtained. When changing the parameters of an object in an uncontrolled manner in the EIR range, such a scheme does not solve the control problem. We introduce the contour coordinate parametric

обратной св зи (КПОС), предназначенньй дл изменени в процессе управлени закона КОС путем организации его надлежащей зависимости от сигнала (t). Дл построени такогоконтура регулировани на решени х системы выбором задатчика 4 определ етс некотора функци x l-fc}. Выбор вида задатчика 4 и его параметров определ етс совокупностью требований, предъ вл емых к качеству регулировани . При этих услови х рассогласование 4 (t) X (t| - S (tj характеризует отклонение фактического поведени замкнутой системы от требуемого Регул тор КПОС-5 предназначен дл сведени к нулю раСч;огласовани э (i),feedback (KPOS), designed to change in the process of managing the law of the CRP by organizing its proper dependence on the signal (t). To construct such a control loop, at the decisions of the system by selecting the setting device 4, some function x l-fc} is defined. The choice of the type of setting device 4 and its parameters is determined by the set of requirements for the quality of regulation. Under these conditions, the mismatch 4 (t) X (t | - S (tj characterizes the deviation of the actual behavior of the closed system from the required KPOS-5 Regulator) is intended to nullify the CAL;

На фиг.2 обозначены вторые усилители 6-,, 62, 6f, J модульные элементы Л 2 7f,,дифференциаторы 8, 8, , ,первые усилители 9, 9., 9 , первый сумматор 10, второй сумматор 11, релейный элемент 12, инерционньп фильтр 13, умножитель 14. блок сравнени 15.Предлагаема система автоматического управлени работает следующим образом.Figure 2 marked the second amplifiers 6- ,, 62, 6f, J modular elements L 2 7f ,, differentiators 8, 8,,, the first amplifiers 9, 9., 9, the first adder 10, the second adder 11, the relay element 12 , inertial filter 13, multiplier 14. comparator unit 15. The proposed automatic control system operates as follows.

Сигнал (ttC задатчика 2.,сравниваетс с сигналом (t| с выхода объекта управлени 1 в блоке сравнени 15. Полученный сигнал поступает непосредственно на вход первого модульного элемента Т , а на входы других модульных элементов 7,., 7, ...The signal (ttC setpoint 2., is compared with the signal (t | from the output of control object 1 in comparison unit 15. The received signal goes directly to the input of the first modular element T, and to the inputs of other modular elements 7,., 7, ...

3 3

через дифференциаторы соответствующих пор дков 8, 8 ,....8 Сигнал с выхода блока сравнени 15 и сигналы с выходов дифференциаторов 8, 8 ,...9 через соответствующие первые усилители 9, 92,...,9 подают с на входы второго сумматора 11, полученна на выходе второго сумматора 11 линейна комбинаци сигнала ошибки и ее (г-О-й производной вл етс контура КПОС 6{t), она последовательно подаетс на вход релейного элемента 12, а затем с его вьгхода - на вход инерционного фильтр through the differentiators of the corresponding orders 8, 8, .... 8 The signal from the output of the comparator unit 15 and the signals from the outputs of the differentiators 8, 8, ... 9 through the corresponding first amplifiers 9, 92, ..., 9 are fed from to the inputs The second adder 11 obtained at the output of the second adder 11 is a linear combination of the error signal and its (r-Oh-th derivative is the circuit KPOS 6 {t), it is successively fed to the input of the relay element 12, and then from its input to the inertial input filter

13,выход которого /U, (-tl вл етс непрерывным сглаженным сигналом, поступаюисим на второй вход умножител 14,выходы модульных элементов 7,l, ... 7 преобразуютс на соответствующих вторых усилител х 6 ,6j,, .. .,6, выходы которых суммируютс на первом cyMNsaTope -10. Полученна на его выходе линейна комбинаци модулей координаты ошибки и ее производных подаетс на первый вход умножител 13, the output of which / U, (-tl is a continuous smoothed signal, is fed to the second input of the multiplier 14, the outputs of the modular elements 7, l, ... 7 are converted to the corresponding second amplifiers 6, 6j ,, .., 6 whose outputs are added to the first cyMNsaTope-10. The linear combination of the error coordinates and its derivatives obtained at its output is fed to the first input of the multiplier

14,в результате умножени этой линейной комбинации на сигнал уи. (tt получаетс сигнал управлени UUl , который подаетс на вход объекта управлени 1. Контур координатнопараметрической обратной св зи образуетс усилител ми 9, 92...,9 сумматором 11, релейным элементом 12, инерционным фильтром 13. Наличие этого контура предопредел ет использование в контуре КОС модульных элементов 7, 7 , .. .,7 и умножител 14.14, as a result of multiplying this linear combination by the signal ui. (tt receives the control signal UUl, which is fed to the input of the control object 1. The contour of the coordinate-parametric feedback is formed by amplifiers 9, 92 ..., 9 by adder 11, by relay element 12, by inertial filter 13. The presence of this contour predetermines the use in contour CBS of modular elements 7, 7, ...., 7 and multiplier 14.

Технико-экономический эффект предлагаемой системы автоматического управлени заключаетс в том, что она обладает более высокой помехоустойчивостью, что достигаетс использованием инерционного фильтра в контуре КПОС, большей надежностью и грубостью к реализации элементов системы, обеспечивают более вьюокое качество регулировани за счет организации непрерывных управл кщих воздействий на объект регулировани .The technical and economic effect of the proposed automatic control system lies in the fact that it has a higher noise immunity, which is achieved by using an inertial filter in the KPOS circuit, greater reliability and coarseness to the implementation of system elements, provide a more vyukoe quality control through the organization of continuous control effects on object of regulation.

Claims

COORDINATE-PARAMETRIC FEEDBACK CONTROL SYSTEM containing a first adder, a multiplier, a control object and a comparison unit sequentially connected, the second input of which is connected to the setpoint output, and the output - to the differentiators inputs, the outputs of which and the output of the comparison unit are connected through the corresponding first amplifiers with inputs of the second adder, and through the corresponding modular elements! - with the inputs of the second amplifiers, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first adder, the output of the second adder is connected to the input of the relay element, characterized in that, in order to increase the noise immunity and reliability of the system, it contains an inductive filter connected to the input to the output of the burdock element, and the output to the second “input of the multiplier.

Phage 1

1 - 1126