SU1381420A1 - Nonlinearity corrector - Google Patents
Nonlinearity corrector Download PDFInfo
- Publication number
- SU1381420A1 SU1381420A1 SU864044833A SU4044833A SU1381420A1 SU 1381420 A1 SU1381420 A1 SU 1381420A1 SU 864044833 A SU864044833 A SU 864044833A SU 4044833 A SU4044833 A SU 4044833A SU 1381420 A1 SU1381420 A1 SU 1381420A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- signal
- input
- inertial
- link
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к техническим средствам коррекции систем управлени и может быть использовано в след щих системах , системах стабилизации и программного управлени , в приборах вычислительной техники и автоматики, содержащих инерционный нелинейный блок с нелинейностью типа люфт. Целью насто щего изобретени вл етс повыщение точности устройства. Поставленна цель достигаетс за счет того, что входной сигнал устройства проходит через линейную модель нелинейного динами ческого звена, дифференцируетс и сравни ваетс по уровню с пороговым значением и подаетс на первый информационный коммутатор . Кроме того, после сравнени с пороговым устройством сигнал масщтабирует- с первый раз и подаетс на второй вход информационного коммутатора, затем масштабируетс второй раз и сравниваетс с выходным сигналом коммутатора. Результат этого сравнени осуществл ет управление коммутатором . Выходной сигнал коммутатора суммируетс с входным сигналом устройства, а результат суммировани вл етс выходным сигналом устройства. Этот сигнал поступает на вход динамического нелинейного блока с характеристикой типа люфт, вли ние которой на систему необходимо компенсировать. 2 ил. с (ЛThe invention relates to the technical means for the correction of control systems and can be used in tracking systems, stabilization systems and software control, in computer devices and automation containing an inertial nonlinear block with backlash-type nonlinearity. The object of the present invention is to increase the accuracy of the device. The goal is achieved due to the fact that the input signal of the device passes through a linear model of a nonlinear dynamic link, is differentiated and compared by level with a threshold value and is fed to the first information switch. In addition, after comparing with a threshold device, the signal is scaled from the first time and fed to the second input of the information switch, then scaled a second time and compared with the output signal of the switch. The result of this comparison controls the switch. The output of the switch is summed with the input of the device, and the result of the sum is the output of the device. This signal is fed to the input of a dynamic non-linear unit with a backlash-type characteristic, the effect of which on the system must be compensated. 2 Il. with (L
Description
00 0000 00
4 Ю4 S
Изск :тение относитс к техническим средствам нелинейной коррекции систем управлени и может быть использовано в след щих системах, системах стабилизации и программного управлени , в приборах вычислительной техники и автоматики, содержащих инерционный нелинейный блок с нелинейностью типа люфт.Process: The technology refers to the technical means of nonlinear correction of control systems and can be used in tracking systems, systems of stabilization and software control, in computers and automation devices containing an inertial nonlinear block with backlash-type nonlinearity.
Цель изобретени - повышение точности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device.
В момент изменени знака производной входного сигнала дл компенсации люфта необходимо на вход инерционного звена 2 дополнительно подать такой сигнал, который бы за минимально возможное врем сформировал на выходе инерционного звена 2 сигнал, равный половине величины люфта. Дл этого нужно сначала подать на вход инерционного звена 2 максимально возможный сигнал исход из эксплуатационных хаНа фиг 1 приведена структурна схема Ю рактеристик нелинейного блока 12, затем в устройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений, момент достижени сигналом на выходе инер- по сн ющие принцип работы устройства.ционного звена 2 половины ве-1ичины люфтаAt the time of changing the sign of the derivative of the input signal to compensate for the backlash, it is necessary to input the inertial link 2 to additionally send a signal that would produce a signal at the output of the inertial link 2 equal to half the backlash value. To do this, you must first apply to the input of the inertial link 2 the maximum possible signal, based on the operational characteristics of FIG. in fig. 2 - voltage diagrams, the moment when the signal is reached by the output of the inertia, which explains the principle of operation of the device. 2 half of the first half of the backlash
изменить величину входного сигнала настольУстройство содержит сумматор 1, инер- ко, чтобы выходной сигнал инерционного цнонное линейное звено 2, безынерционное . звена 2, формируемый в зависимости отchange the size of the input signal so the device contains an adder 1, inertial, so that the output signal of the inertial coupling unit 2, inertia-free. link 2, formed depending on
нелинейное звено 3, втора модель инерционного звена 4, дифференциатор 5, релейный блок 6, первый и второй масщтабирующие блоки 7 и 8, блок 9 сравнени , коммутатор 10, перва модель инерционного звена 11, инерционный нелинейный блок 12 и блок 13 20 управлени .nonlinear link 3, second model of inertial link 4, differentiator 5, relay block 6, first and second mashtabating blocks 7 and 8, block 9 of comparison, switch 10, first model of inertial link 11, inertial nonlinear block 12 and block 13 20 of control.
В качестве инерционного нелинейного блока 12, вли ние нелинейности которого необходимо компенсировать с помощью данвыходного сигнала устройства компенсации нелинейности, оставалс неизменным и равным половине величины люфта.As an inertial non-linear unit 12, the effect of which non-linearity is to be compensated for by the output signal of the non-linear compensation device, remained unchanged and equal to half the amount of play.
В идеале перва и втора модели инерционного звена 4 и 11 должны точно отражать динамические свойства инерционного звена 2, т. е. иметь с ним одинаковые передаточные функции. Однако дл повыщени точности в данном случае достаточно, чтобыIdeally, the first and second models of the inertial link 4 and 11 should accurately reflect the dynamic properties of the inertial link 2, i.e., have the same transfer functions with it. However, to increase accuracy in this case, it is enough to
В идеале перва и втора модели инерционного звена 4 и 11 должны точно отражать динамические свойства инерционного звена 2, т. е. иметь с ним одинаковые передаточные функции. Однако дл повыщени точности в данном случае достаточно, чтобыIdeally, the first and second models of the inertial link 4 and 11 should accurately reflect the dynamic properties of the inertial link 2, i.e., have the same transfer functions with it. However, to increase accuracy in this case, it is enough to
ного устройства компенсации нелинейности,35 „ерва модель инерционного звена 4 имелаnonlinearity compensation device, the 35 ″ first model of the inertial link 4 had
дл определенности рассмотрим двигательодинаковую с инерционным звеном 2 фазопосто нного тока с редуктором, который „ характеристику, а втора модельfor definiteness, we will consider a motor with the same inertial link 2 phase-phase current with a gearbox, which is a characteristic, and the second model
структурно можно представить в виде после-„„ерциониого звена 11 за одинаковое врем structurally can be represented in the form of the following - “„ the action link 11 for the same time
довательного соединени инерционного ли- „|;ерц„оиным звеном 2 отрабатывала сигнеиного звена 2 и безынерционного нелинеи, релейного блока 6 и первогоthe inertial linkage of the inertial link with the link 2 and the inertialeless nonlinear, the relay block 6 and the first
ного звена 3. Инерционное линейное звено Z JU .. -т г. 3. The inertial linear link Z JU .. -t.
структурно представл ет собой последовательно соединенные два линейных динамических звена с передаточными функци миstructurally represents two linear dynamic links connected in series with transfer functions
W, (р) и W, (р), где W. (р) апериодическое звено 1-го пор дка или w, (р)W, (p) and W, (p), where W. (p) is aperiodic link of the 1st order or w, (p)
, апериодическое звено 2-го , aperiodic link of the 2nd
(T,pfO(Xpt2)(T, pfO (Xpt2)
пор дка, илиfor now or
масштабного блока 7. Величина люфта нелинейного блока 3 должна быть экспериментально определена в каждом конкретном случае. Чтобы свести к минимуму вни ние измеиени величины люфта в процессе ра ,с боты устройства первый масштабирующий блок 7 должен быть выполнен регулируемым. Релейный блок 6 (например, релейный усилитель ) должен формировать максимально возможный дл данного нелинейного блока 12 (например, дл двигател посто нногоscale unit 7. The backlash of the nonlinear block 3 should be experimentally determined in each case. In order to minimize the effect of changes in the backlash in the process of development, the first scaling unit 7 should be made adjustable from the bots of the device. Relay unit 6 (for example, a relay amplifier) must form the maximum possible for a given non-linear unit 12 (for example, for a permanent-drive motor
тока) сигнйл, при этом уровень этого сигнала отражаетс только на времени достижени сигнала на выходе инерционного звена 2 велнчины, равной половине величины люфта нелинейного звена 3, следовательр - преобразование Лапласа. , но, высоких требований к точности выходного сигнала релейного блока 6 не предъ вл етс . Параметры релейного блока б выбираютс такими, чтобы обеспечить в момент изменени знака производной входного сигнала устройства максимальную скорость изW , (,Yp T p 2jTp current) signal, while the level of this signal is reflected only at the time of reaching the signal at the output of the inertial link 2 of the value equal to half the amount of play of the nonlinear link 3, the investigator is the Laplace transform. However, there are no high requirements to the accuracy of the output signal of the relay unit 6. The parameters of the relay block b are chosen so as to ensure at the time of changing the sign of the derivative of the input signal of the device the maximum speed from W, (, Yp T p 2jTp
бательное звено; Wj(p) .k,, k - коэффициент усилени ; Т, Т , Tj - посто нные времени; f - коэффициент колебательности;bone link; Wj (p) .k ,, k is the gain; T, T, Tj are the time constants; f is the coefficient of oscillation;
Входным сигналом этого соединени вл етс напр жение, а выходным - угол поворота вала двигател . Вид передаточной функции WI(P) зависит от характеристик двигател , в частности от соотношени элекВ момент изменени знака производной входного сигнала дл компенсации люфта необходимо на вход инерционного звена 2 дополнительно подать такой сигнал, который бы за минимально возможное врем сформировал на выходе инерционного звена 2 сигнал, равный половине величины люфта. Дл этого нужно сначала подать на вход инерционного звена 2 максимально возможный сигнал исход из эксплуатационных ха ко, чтобы выходной сигнал инерционного звена 2, формируемый в зависимости отThe input signal of this connection is voltage, and the output signal is the angle of rotation of the motor shaft. The type of transfer function WI (P) depends on the characteristics of the engine, in particular, on the ratio of the electric current. In order to compensate for the backlash, the input signal of the inertial link 2 must be additionally sent a signal that in the shortest possible time would generate a signal at the output of the inertial link 2 equal to half the amount of backlash. To do this, you must first apply to the input of the inertial link 2 the maximum possible signal, starting from operational conditions, so that the output signal of the inertial link 2, generated depending on
выходного сигнала устройства компенсации нелинейности, оставалс неизменным и равным половине величины люфта.the output signal of the non-linearity compensation device remained unchanged and equal to half the amount of the backlash.
В идеале перва и втора модели инерционного звена 4 и 11 должны точно отражать динамические свойства инерционного звена 2, т. е. иметь с ним одинаковые передаточные функции. Однако дл повыщени точности в данном случае достаточно, чтобыIdeally, the first and second models of the inertial link 4 and 11 should accurately reflect the dynamic properties of the inertial link 2, i.e., have the same transfer functions with it. However, to increase accuracy in this case, it is enough to
„ерва модель инерционного звена 4 имела“First, the inertial link model 4 had
тромагнитной посто нной времени корной 50 менени сигнала на выходе инерционногоthe time constant of the root of the 50th signal change at the output of the inertial
звена 2. Параметры первого масштабирующего блока 7 должны быть такими, чтобы обеспечить сигнал на выходе инерционного звена 2 и второй модели инерционного звена 11, равный половине величины люфта, если компенсационный сигнал снимаетс с выхода этого масштабирующего блока. Второй масштабирующий блок 8 играет вспомогательную роль, сигнал на его выходе долцепи и электромеханической посто нной времени в общем сигнале. Функции w (р) и w.j(p) могут иметь и другой вид.link 2. The parameters of the first scaling unit 7 must be such as to provide a signal at the output of the inertial link 2 and the second model of the inertial link 11, equal to half the amount of play, if the compensation signal is removed from the output of this scaling unit. The second scaling unit 8 plays an auxiliary role, a signal at its output of the chain and electromechanical time constant in the common signal. The functions w (p) and w.j (p) may have a different form.
Дл обеспечени работоспособности данного устройства точный вид передаточной функции инерционного звена 2 знать необ - зательно, нужно знать только его частотные характеристики, которые всегда можно получить экспериментальным путем.To ensure the operability of this device, it is not necessary to know the exact form of the transfer function of the inertial link 2, it is only necessary to know its frequency characteristics, which can always be obtained experimentally.
менени сигнала на выходе инерционногоsignal changes at the inertial output
звена 2. Параметры первого масштабирующего блока 7 должны быть такими, чтобы обеспечить сигнал на выходе инерционного звена 2 и второй модели инерционного звена 11, равный половине величины люфта, если компенсационный сигнал снимаетс с выхода этого масштабирующего блока. Второй масштабирующий блок 8 играет вспомогательную роль, сигнал на его выходе должен быть несколько меньше сигнала на выходе масштабирующего блока 7.link 2. The parameters of the first scaling unit 7 must be such as to provide a signal at the output of the inertial link 2 and the second model of the inertial link 11, equal to half the amount of play, if the compensation signal is removed from the output of this scaling unit. The second scaling unit 8 plays an auxiliary role, the signal at its output should be somewhat less than the signal at the output of the scaling unit 7.
Коммутирующие элементы в коммутаторе 10 соединены таким образом, чтобы в момент , когда величина сигнала на выходе второй модели инерционного звена 11 превысит величину сигнала на выходе второго масштабирующего блока 8, произошло переключение коммутатора 10 в такое положение, при котором на второй вход сумматора 1 и наThe switching elements in the switch 10 are connected so that when the signal at the output of the second model of the inertial link 11 exceeds the signal at the output of the second scaling block 8, the switch 10 switches to a position where the second input of the adder 1 and
инерционного звена II подаетс сигнал с выхода первого масштабирующего блока 7. Этот сигнал равен по величине половине ширины люфта нелинейного звена 3. Возрастание сигналов на выходе первой модели инерционного звена 11 и на выходе инерционного звена 2 нелинейного 12 прекращаетс . Второй масштабирующий.блок 8, незначительно уменьша сигнал по сравнению с половиной ширины люфта нелинейновторой вход модели инерционного звена II го звена 3, не позвол ет компенсационному подаетс сигнал с выхода первого масштаби- сигналу проскочить уровень, равный поло- рующего блока 7. Такое состо ние коммутатора 10 должно сохран тьс до тех пор, пока не изменитс знак сигнала на выходе дифвине ширины люфта из-за инерционного переключени и, кроме того, обеспечивает после переключени небольшое превышение сигof the inertial link II, a signal is output from the first scaling unit 7. This signal is equal to half the width of the play of the nonlinear link 3. The increase in the signals at the output of the first model of the inertial link 11 and at the output of the inertial link 2 of the nonlinear 12 stops. The second scaling block 8, slightly reducing the signal compared to half the gap of the nonlinear second input of the inertial link model of the second link 3, does not allow the compensation signal to output the first scale signal to slip through the level of the block 7. This state the switch 10 must be maintained until the signal sign at the output of the gap width gap changes due to inertial switching and, in addition, after switching it provides a slight excess of signal
ференциатора 5, так как сигнал на выходе нала на выходе первой модели инерционновторой модели инерционного звена 11 больше сигнала на выходе второго делител напр жени масштабирующего блока.5, since the signal at the output of the first model of the inertia-second model of the inertial link 11 is larger than the signal at the output of the second voltage divider of the scaling unit.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Втора модель инерционного звена 4, отрабатыва входной сигнал устройства, вносит такое же фазовое отставание, как и инерционное звено 2.The second model of the inertial link 4, practicing the input signal of the device, introduces the same phase lag as the inertial link 2.
Пусть при включении устройства в рабого звена 11 по сравнению с сигналом на выходе второго масштабирующего блока 8. Это, в свою очередь, не допускает дребезга коммутатора 10.Suppose that when the device is turned on in the slave link 11 as compared with the signal at the output of the second scaling unit 8. This, in turn, prevents bouncing of the switch 10.
Такое значение компенсационного сигнала сохран етс до тех пор, пока не изменитс знак сигнала на выходе дифференциатора 5. При его изменении начинает уменьшатьс сигнал на выходах первой моделиThis value of the compensation signal is preserved until the sign of the signal at the output of the differentiator 5 changes. As it changes, the signal at the outputs of the first model begins to decrease.
ту сигнал на выходе второй модели инер- 25 инерционного звена 1I и инерционного звеционного звена 4 возрастает с нул в поло жительном направлении. Производна этого сигнала также положительна , следовательно , дифференциатор 5 и релейный блок 6 формируют посто нный положительный сигна 2 нелинейного блока 12, что приводит к очередному переключению коммутатора 10, который подключает второй вход сумматора 1 и вход первой модели инерционного звена 11 к выходу релейного блока 6, сигнал наThis signal at the output of the second model of the inertial link 1I and the inertial link 4 increases from zero in the positive direction. The derivative of this signal is also positive, therefore, the differentiator 5 and the relay unit 6 form a permanent positive signal 2 of the nonlinear unit 12, which leads to the next switching of the switch 10, which connects the second input of the adder 1 and the input of the first model of the inertial link 11 to the output of the relay unit 6 signal on
нал который подаетс на первый информа- выходе которого становитс отрицательным.Cash which is fed to the first information output of which becomes negative.
Снова начинаетс переходный процесс, который заканчиваетс за минимально возможное врем и дальнейша работа устройства повтор етс .The transient process begins again, which ends in the shortest possible time and the further operation of the device is repeated.
... ,„Введение указанных блоков и св зей обесной сигнал которого поступает на второй - печивает по сравненню с прототипом повы- вход блока 9 сравнени . Первоначально сиг- шение точности компенсации при использо- иал, подаваемый с выхода первой модели инерционного звена 11 на первый вход блоциониый вход коммутатора 10. Выходной сигнал релейного блока 6 через первый масштабирующий блок 7 подаетс на второй информационный вход коммутатора 10 и вход второго масштабирующего блока 8, выходка 9 сравнени , равен нулю. Блок 9 сравневанин инерционных звеньев любого пор дка, предшествующих нелинейному закону...., the "Introduction of the indicated blocks and connections, the descending signal of which arrives at the second — bakes in comparison with the prototype an increase in the input of the comparison block 9. Initially, the compensation accuracy signal when using the input from the output of the first model of the inertial link 11 to the first input is the block input of the switch 10. The output signal of the relay unit 6 through the first scaling unit 7 is fed to the second information input of the switch 10 and the input of the second scaling unit 8 The comparison trick 9 is zero. Block 9 compares the inertial links of any order preceding the nonlinear law.
С помощью предлагаемого устройстваUsing the proposed device
ни оперирует абсолютиыми значени ми 40 максимально нейтрализуютс инерционныеIt does not operate with absolute values of 40; the inertia is maximally neutralized.
входных сигналов. Так как абсолютное значение сигнала на выходе второго масщтаби- рующего блока 8 больше, чем на выходе первой модели инерционного блока 11, то блок 9 сравнени , управл коммутатором 10, подключает второй вход сумматора 1 к выходу релейного блока 6. При этом компенсационный сигнал значнтельно превосходит величину половины ширины люфта нелинейностн. Этот сигнал начинает отрабатыватьс какinput signals. Since the absolute value of the signal at the output of the second spreading unit 8 is larger than at the output of the first model of the inertial unit 11, the comparison unit 9, controlled by the switch 10, connects the second input of the adder 1 to the output of the relay unit 6. In this case, the compensation signal significantly exceeds the value of half the width of the backlash is nonlinear. This signal begins to work.
свойства звена 2 с тем, чтобы выдать компенсационный сигнал на вход нелинейности типа люфт, равный половине величины этого люфта.properties of link 2 in order to provide a compensation signal to the input of the non-linearity of the backlash type, equal to half the value of this backlash.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864044833A SU1381420A1 (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Nonlinearity corrector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864044833A SU1381420A1 (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Nonlinearity corrector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1381420A1 true SU1381420A1 (en) | 1988-03-15 |
Family
ID=21229314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864044833A SU1381420A1 (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Nonlinearity corrector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1381420A1 (en) |
-
1986
- 1986-03-31 SU SU864044833A patent/SU1381420A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 318907, кл. G 05 В 11/12, 1970. Авторское свидетельство СССР № 962841, кл. G 05 В 11/01, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1037204, кл. G 05 В 5/01, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Elmetwally et al. | Experimental results on the implementation of an optimal control for synchronous machines | |
CN85103037B (en) | Electric power system stabilizer designing for optical controlling simulated state quantities | |
SU1381420A1 (en) | Nonlinearity corrector | |
SU868960A1 (en) | Induction electric motor control device | |
US5083037A (en) | Device for controlling the operation of at least two thermal engines coupled to the same drive shaft of an alternator | |
NANDAM et al. | Control laws for sliding mode speed control of variable speed drives | |
US5086648A (en) | Simulation system for automotive prime mover | |
SU1246317A1 (en) | Device for determining coordinates of induction motor in controlled-velocity electric drive | |
RU2060530C1 (en) | Self-tuning drive | |
SU1128361A1 (en) | Device for adjusting asynchronous adjustable=frequency electric motor | |
SU1732329A1 (en) | Tracking system | |
RU2007836C1 (en) | Method of control over multimotored electric drive | |
SU1764032A1 (en) | Electromechanical servo drive | |
SU1450062A1 (en) | Electric drive with slave control of parameters | |
US4986237A (en) | Heat engine speed governor | |
SU1277331A1 (en) | Automatic system for controlling velocity of electric drive | |
SU809461A1 (en) | Induction electric drive | |
Damiano et al. | A sliding mode control technique for direct speed control of induction motor drives | |
SU928298A1 (en) | Device for controlling robot drive | |
SU985914A1 (en) | Dc electric drive with dependent control of parameters | |
SU1571548A1 (en) | Relay adaptive system | |
SU811474A1 (en) | Electric drive | |
RU2008642C1 (en) | Test facility for fuel-control gear of gas-turbine engines | |
JPS6028786A (en) | Method and device for controlling asynchronous machine | |
SU1444705A1 (en) | Apparatus for compensating for nonlinearity |