SU1251022A1 - Нелинейное корректирующее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам нелинейной коррекции систем автоматического управлени  и может быть использовано дл  коррекции след щих систем, неизмен ема  часть которьпс содержит нелинейные элементы типа зоны нечувствительности, например дл  коррекции гидравлических след щих систем. В устройстве решаетс  задача компенсации вли ни  зоны нечувствительности на характеристики корректируемой системы. Устройство устанавливаетс  между выходом измерител  рассогласовани  и входом блока, содержащего зону нечувствительности . Его входными сигналами  вл ютс  сигнал рассогласовани  и выходной сигнал блока с зоной нечувствительности. В корректирующем устройстве сигнал рассогласовани  пропускаетс  через первое динамическое звено,  вл ющеес  моделью линейной части блока с зоной нечувствительности, и поступает на вход релейного блока и первый вход первого сумматора. В первом сумматоре этот сигнал сравниваетс  с выходным сигналом блока с зоной нечувствительности , а результат с рав- g нени  поступает на первый вход жител , в котором умножаетс  на сиг-i J нал рассогласовани . Выходной сиг- нал умножител  преобразуетс  во вто-, ром динамическом звене, например с в интеграторе, и поступает на управ-j л ющий вход релейного блока. Под действием управл ющего сигнала мен етс  величина выходного сигнала релейного блока. Выходной сигнал релейного блока суммируетс  с сигна-| лом рассогласовани , и результируюидий суммарный сигнал  вл етс  выходным сигналом нелинейного кoppeкти рующего устройства. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к средствам нелинейной коррекции систем автоматического управлени  и может быть использовано дл  коррекции след щих систем, неизмен ема  часть которых содержит нелинейные элементы типа зоны нечувствительности.

Цель изобретени  - повьтение точности компенсации нелинейным корректрующим устройством вли ни  нестационарной нелинейности на корректируемую систему.

На фиг. 1 приведена структурна  схема нелинейного корректирующего устройства в составе след щей системы/ на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема релейного элемента, на фиг. 3 - принципиальна  электрическа  схема умножител .

Устройство содержит измеритель 1 рассогласовани , предварительный усилитель 2, суммирующий усилитель 3, усилитель 4 мощности, инерционное звено 5, нелинейное звено б, исполнительный механизм 7, корректирующий блок 8, нелинейное корректирующее устройство 9, релейный блок 10, первьй cjrMMETop 11, умножитель 12, первое 13 и второе 14 динамические звень , второй сумматор 15, переключатель 16, повторитель 17, источник 18 опорного напр жени , элемент управлени  переключателем 19, суммирующий элемент 20, операционный усилитель 21, резисторы 22-25, общую шину 26, полевые транзисторы 27-30, операционный усилитель 31, резисторы 32-34, формирователь 35 импульсов, триггер 36, инвертор 37, операционный усилитель 38, резисторы 39-41, широтно-импульсный модул тор 42, интегратор 43, триггер Шмидта 44, резисторы 45 и 46, переключатель 47, фильтр 48 низких частот, опера- ционньА усилитель 49, резистор 50 и конденсатор 51 ( U; - выходной сигнал i -го блока).

В состав усилител  4 мощности входит инерционное звено 5 и нелинейное звено 6 типа зоны нечувствительности .

В составе нелинейного корректирующего устройства имеютс  релейной блок 10, первый сумматор 11, умножитель 12, первое 13 и второе 14 динамические звень  и второй сумматор 15. Характеристики второго динамического звена 14 выбираютс  в звисимости от характеристик динамического звена 3 усилител  мощности, поэтому, второе динамическое звено

14  вл етс  моделью динамического эвена 5.

В состав релейного блока 10 вход т переключатель 16, состо щий из четырех полевых транзисторов 27-30 и общей шины 26, повторитель 17,

состо щий из операционного усилител  31 и резисторов 32-34, источник 18 опорного напр жени , элемент 19 управлени  переключателем, содержащий формирователь импульсов и триггер

5 36, и суммирующий элемент 20, содержащий операционный усилитель 29, резисторы 22-24, 25 и общую шину 26. Умножителг 12 содержит инвертор 37, состо щий из операционного усиQ лител  38, резисторов 39-41 и общей шины 26, широтно-импульсный модул тор 42, состо щий из интегратора 43, триггера Шмидта 44 и резисторов 45 и 46, переключатель 47 и фильтр 48

5 низких частот, состо щий из операционного усилител  49, резистора 50, конденсатора 51 и общей шины 26. Йелин йное корректирующее устройство в составе след щей системы работает следующим образом.

Входной сигнал системы поступает на первый вход измерител  1 рассогласовани , где сравниваетс  с выходным сигналом исполнительного механизма 7, который поступает на второй вход

5 измерител  1 рассогласовани . Выходной сигнал измерител  1 рассогласовани  усиливаетс  в предварительном усилителе 2 и поступает на первый вход суммирующего усилител  3. Кроме того, входной сигнал системы поступает на вход корректирук цего блока 8j выходной сигнал поступает на второй вход суммирующего усилител  3. Передаточна  функци  корректи рующего блока .8 выбираетс  из услови  обеспечени  инвариантности системы , благодар  чему расшир етс  диапазон входных сигналов, отрабатываемых след щей системой.

0 На выходе измерител  1 рассогласовани  формируетс  сигнал рассогласовани , который в значительной сте- дени зависит от величины зоны нечувствительности нелинейного звена 6 55 усилител  4 мощности. Дл  исключений этой зависимости в системе между выходом суммирующего усилител  3 и входом усилител  4 мощности установ0

0

лено нелинейное корректирующее устройство 9,

В нелинейном корректирующем устройстве 9 выходной сигнал суммирующего усилител  3 преобразуетс  во втором динамическом звене 14 и поступает на информационный вход релейного блока 10 и на первый вход второго сумматора 15.

Во втором сумматоре 15 выходной сигнал второго динамического звена 14 сравниваетс  с выходным сигналом усилител  4 мощности, а выходной сигнал сумматора 15 поступает на первый вход умножител  12, где выходной сигнал второго сумматора 15 умножаетс  на выходной сигнал суммирующего усилител  3, поступающий на второй вход умножител  12. Выходной сигнгш умножител  12 поступает на вход первого динамического звена 13, в котором преобразуетс  в со- ответствик с его передаточной функцией . В частном случае в качестве первого динамического звена 13 может быть использован интегратор. Выходной сигнал первого динамического звена управл ет уровнем выходного сигнала релейного блока 10. Выходной сигнал релейного блоки lO поступает на первый вход первого сумматора 11, в котором суммируетс  с выходным сигналом суммирующего усилител  3, который поступает на второй вход первого сумматора 11. Выходной сигнал первого сумматора 11, который  вл етс  выходным сигналом нелинейного корректирующего устройства 9, осуществл ет компенсацию вли ни  нелинейного звена 6 типа зоны нечувствительности на характеристики системы.

Коэффи диент усилени  пр мого канала след щей системы можно представить в виде.

) V,-VJ.k(t) Vy/2 N, W-V/2 K,-Kjtix t,b(ill или

knW-(if,i,UK2 K4Vw-w,-W2,

коэффициент передачи нелинейного корректирующего устройства 9 при начальной установке;

коэффициент усилени  нелинейного звена 6; приращени  коэффициентов ; передаточна  функци  инер-.

510224

ционного звена 5, определ ющего инерционные свойства нелинейного звена 6| i(p) результирующа  передаточ- 5на  функци  измерител  1

рассогласовани , предварительного усилител  2 и суммирующего усилител  3; NA/(p )- передаточна  функци  ис- 10полнительного механизма 7.

Изменение коэффициента передачи нелинейного корректирующего устройства компенсирует изменение коэффициента усилени  нелинейного звена 6, t5  вл ющеес  функцией времени и величины зоны нечувствительности, поддержива  коэффициент посто нным, равным коэффициенту передачи динамического звена 14, в результате 20 исключаетс  вли ние нестационарной инерционной зоны нечувствительности .на ошибку след щей системы, а следовательно , повышаетс  точность след щей системы при нестационарных парамет- 5 рах инерционной зоны нечувствительности . Следовательно, инерционное нелинейное звено 6 типа зоны нечувствительности при наличии нелинейного корректирующего устройства 9 можно 0 рассматривать как линейный элемент с нестационарным коэффициентом усилени ,  вл ющимс  функцией времени и величины зоны нечувствительности. Дл  стабилизации коэффициента усилени  корректируетс  величина выходного сигнала нелинейного корректирующего устройства 9, что позвол ет повысить точность след щей системы при нестационарных параметрах инерционного нелинейного звена 6 типа зоны нечувствительности.

Таким образом, предложенна  сле- д п1а  система имеет повышенную точность отработки входных сигналов при наличии в ней инерционного не5

0

5

стационарного нелинейного звена.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано, например в электрогидравлических след щих системах , где в качестве исподнительного ме- ханизма используютс  электрогидравлические усилители и гидроцилиндры. Электрогидравлические усилители имеют больщую (до 10%) зону нечувствительности , котора  снижает качество электрогидравлической след щей системы. Предлагаемое техническое решение позволит исключить составл ющую ошибки, определ емую наличием нелинейного элемента типа зоны нечувствительности .

Повышение точности системы управлени , обусловливает повышение качества выпускаемой продукции и эффективности вьтолн емых работ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Нелинейное корректирунлцее устройство , содержащее первое динамическое звено, соединенное выходом с управл ющим входом релейного блока, подключенного выходом к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом с входом второго динамического звена, подключенного выходом

   к первому входу второго- сумматора, второй вход которого, вход второго динамического эвена и выход первого

   J сумматора  вл ютс  первым, вторым входами и выходом нелинейного корректирующего устройства, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности компенсации нелинейным

   10 корректирующим устройством вли ни  нестационарной нелинейности на корректируемую систему, в нем дополнительно установлен умножитель, соединенный выходом с входом первого

   f5 динамического звена, первым входом - с выходом второго сумматора, а вторым входом - с входом второго динамического звена, подключенного выходом к информационному входу релей20 ного элемента.

   (/f

   Uro.

   сриг.2

   Редактор Л.Пчелинска 

   Составитель Ю.Гладков Техред Н.Бонкало

   Заказ 4409/43

   Тираж 836Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   фигЗ

   Корректор Е.Рощко