SU1381423A1 - Optimal control signal driver - Google Patents
Optimal control signal driver Download PDFInfo
- Publication number
- SU1381423A1 SU1381423A1 SU853982174A SU3982174A SU1381423A1 SU 1381423 A1 SU1381423 A1 SU 1381423A1 SU 853982174 A SU853982174 A SU 853982174A SU 3982174 A SU3982174 A SU 3982174A SU 1381423 A1 SU1381423 A1 SU 1381423A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- control signal
- switch
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматическому управлению и может быть использовано дл формировани управл ющих сигналов оптимальных по быстродействию автоматических систем. Целью изобретени вл етс увеличение быстродействи при соблюдении ограничений на регулируемые переменные и упрощение настройки устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее первое устройство сравнени 2, коммутатор 5 отклонений и последовательно соединенные блок перемножени 4 и сумматор I, введены второе устройство сравнени 3, коммутатор 8 коэффициентов первого степенного р да и коммуThe invention relates to automatic control and can be used to generate control signals of optimal in speed automatic systems. The aim of the invention is to increase the speed while observing the restrictions on adjustable variables and simplifying the configuration of the device. The goal is achieved by the fact that a second comparison device 3, a switch 8 of the coefficients of the first power series and the commutation switch 8 are introduced into the device containing the first comparison device 2, the deviation switch 5 and the series-connected multiplication unit 4 and the adder I
Description
СО 00CO 00
N3N3
0000
татор 9 коэффициентов второго степенного р да, а также пороговые блоки 6 и 7 и блоки расчета сумм 10 и П. Оптимальный сигнал управлени получают путем умножени напр жени ошибки на переменный коэффициент и суммировани его с напр жением переменного смещени . Переменный коэффициент и переменное смещение получают в результате суммировани членов степенного р да от регулируемых переменных с заданными коэффициентами р да, причем с целью увеличени быстродействи переходных процессов и соблюдении ограничений на регулируемые переменные дополнительно в за- даииом пор дке измер ют отклонени регулируемых переменных от эталонных сигналов , определ ют пор дковый номер регулируемой переменной, абсолютное значение отклонени которой ие превосходит заданной положительной величины, напр жение ошибки формируют равным отклонению этой регулируемой переменной, а значени коэффициентов степенного р да коммутируют с изменением пор дкового номера. 2 ил.The tator 9 of the coefficients of the second power series, as well as the threshold blocks 6 and 7 and the blocks for calculating the sums 10 and P. The optimal control signal is obtained by multiplying the error voltage by the variable coefficient and summing it with the variable bias voltage. The variable coefficient and the variable offset are obtained by summing the terms of the power series from the controlled variables with the specified row coefficients, and to increase the speed of the transient processes and observance of the restrictions on the controlled variables, the deviation of the adjustable variables from the reference signals is additionally measured , determine the sequence number of the controlled variable, the absolute value of which deviation does not exceed the specified positive value, voltage Errors are formed equal to the deviation of this controlled variable, and the values of the coefficients of a power series commute with a change in the sequence number. 2 Il.
Изобретение относитс к устройствам дл автоматического управлени и может быть использовано дл формировани управл ющих сигналов оптимальных по быстродействию автоматических систем.The invention relates to devices for automatic control and can be used for generating control signals of optimal speed automatic systems.
Цель изобретени - увеличение быстродействи (уменьшение времени переходных процессов) при соблюдении ограничений на регулируемые переменные и упрощение настройки устройства.The purpose of the invention is to increase the speed (reducing the time of transients) while observing the restrictions on adjustable variables and simplifying the setup of the device.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства формировани оптимального управл ющего сигнала; на фиг. 2 - блок-схема блока расчета сумм.FIG. 1 is a block diagram of a device for generating an optimal control signal; in fig. 2 is a block diagram of an amount calculation block.
Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 сумматоры, блок 4 умножени , коммутатор 5 отклонений, первый 6 и второй 7 пороговые блоки, первый 8 и второй 9 коммутаторы коэффициентов, первый 10 и второй 11 блоки расчета сумм, а также блоки 12 умножени и сумматор 13.The device contains the first 1, second 2 and third 3 adders, multiplication unit 4, deviation switch 5, first 6 and second 7 threshold blocks, first 8 and second coefficient switches 9, first 10 and second 11 sum calculation blocks, and also multiplication blocks 12 and adder 13.
Устройство работает следующим обра- зом.The device works as follows.
Сигнал оптимального управлени Optimal control signal
U kl-|--Uc(1)U kl- | --Uc (1)
где k, Uc - переменный коэффициент и переменное смещение, измен ющеес в функции от регулируемых переменных систем; 1 - ошибка.where k, Uc is a variable coefficient and a variable offset, varying as a function of adjustable variable systems; 1 is an error.
Управл ющий сигнал (1) обеспечивает плавное устойчивое движение нелинейной системы по произвольной оптимальной поверх- ности, на которой регулируема переменна принимает предельно допустимое значение особой оптимальной поверхности 3. Уравнение г-й опти.мальной поверхности задаетс в видеThe control signal (1) ensures a smooth steady motion of the nonlinear system along an arbitrary optimal surface, on which the controlled variable takes the maximum allowable value of the singular optimal surface 3. The equation of the zth optical surface is given as
Х.Х,э(Х,,Х2, ...,Х,),X. X, e (X, X2, ..., X,),
где X, - г- регулируема переменна , гwhere X, - g- adjustable variable, g
1,2,... , 1,2, ...,
Хгэ - г- эталонна переменна , задаваема дл поверхностей переключени как функци регулируемых переменных, а дл граничных поверхностей равна предельно допустимому значению соответствующей переменной Хг. Отклонение двжени от г-й поверхности определ етс какHge is the reference variable defined for the switching surfaces as a function of adjustable variables, and for boundary surfaces it is equal to the maximum allowable value of the corresponding variable Xj. The deviation of the deviation from the rth surface is defined as
|,Х,-Х.э,(2)|, X, -H.e, (2)
Компоненты К и Uc дл каждой поверхности наход тс в виде степенных р дов регулируемых переменных или гладких функций , также аппроксимируемых р дами:The components K and Uc for each surface are in the form of power series of adjustable variables or smooth functions, also approximated by the series:
k 2 Q,..,xiXJ..x ;(3)k 2 Q, .., xiXJ..x; (3)
,j.-1j.-1
и,.and,.
. D,,...,x;xJ...x/.. D ,, ..., x; xJ ... x /.
(4)(four)
Значени коэффициентов р дов dj -i и D,,,,,/ определ ютс дл каждой г-й поверхности , т. е. с,,.,,,у..,/; 0,;.,.,7,,,лThe values of the coefficients of the series dj -i and D ,,,,, / are determined for each of the g-th surface, i.e., c ,,. 0,;.,., 7 ,,, l
Число членов р да определ етс аналитически 3. В тех случа х, когда аналитическое рещение получаетс в виде функции , не вл ющейс степенным р дом, требуетс их полиноминальна аппроксимаци . В этом случае число членов степенных р дов выбираетс из услови получени точной аппроксимации 4|.The number of members of the series is determined analytically. 3. In those cases where the analytical solution is obtained as a function that is not a power series, their polynomial approximation is required. In this case, the number of terms of power series is chosen from the condition of obtaining an exact approximation of 4 |.
Дл получени оптимального по быстродействию переходного процесса с учетом ограничений регулируемых переменных способ формировани управл ющего сигнала должен обеспечить последовательное прохождение всех оптимальных поверхностей. Это достигаетс за счет переключени компонентов 1л и с,(Г„/, D,,,,,/ в зависимости от пор дкового номера г поверхности малой окрестности , которой принадлежит текущее состо ние системы.In order to obtain a speed-optimal transient process, taking into account the limitations of the controlled variables, the method of generating the control signal must ensure the successive passage of all optimal surfaces. This is achieved by switching the components 1l and c, (G "/, D ,,,,, / depending on the sequence number g of the surface of the small neighborhood to which the current state of the system belongs.
Дл нахождени пор дкового номера г в заданном пор дке измер ют отклонение 1, и провер ют услови принадлежности к окрестност мTo find the order number g in a given order, the deviation 1 is measured, and the conditions of belonging to the neighborhoods are checked.
,(5),(five)
где Кг - заданные положительные числа.where Kg - given positive numbers.
Наход т г, дл которого выполн етс условие (5). Ощибке 1 присваиваетс значение Ir, а коэффициентам р дов - значени С,7„,;, DI/.,./It is found r for which condition (5) is satisfied. Error 1 is assigned the value Ir, and the coefficients of the rows are assigned the values C, 7 ",;, DI /.,./
Пор док измерений переменных устанавливаетс с целью присвоени соответствующим отклонени м, поверхност м и т. д, единого пор дкового номера, который фактически определ ет структуру устройства. Этот пор док может быть выбран произвольно, важно лишь, чтобы он был вполне определенным (фиксированным, наперед заданным ). При достижении окрестности следующей оптимальной поверхности условие (5) выполн етс дл другого номера г, осуществл етс переключение и коэффициентов р дов (3) и (4).The order of measurement of variables is established in order to assign the corresponding deviations, surfaces, etc., to a single sequence number, which in fact determines the structure of the device. This order can be chosen arbitrarily, it is only important that it be well-defined (fixed, pre-specified). When a neighborhood of the next optimal surface is reached, condition (5) is fulfilled for a different number r, and the coefficients of rows (3) and (4) are switched.
На начальных участках переходного процесса , т. е, при движении вне окрестностей оптимальных поверхностей, управл ющее воздействие должно принимать предельно допустимые значени , например, -|-U. При этом в результате проверки (5) пор дковый номер г не наход т, ощибке I присваивают значение О, а )oo...In the initial parts of the transition process, i.e., when moving outside the vicinity of optimal surfaces, the control action should take the maximum permissible values, for example, - | -U. At the same time, as a result of the check (5), the sequence number r is not found, the error I is assigned the value O, a) oo ...
Выбор закона управлени в формуле (1) позвол ет исключить возможность возникновени колебаний в окрестности оптимальных поверхностей. Формирование напр жени ощибки как отклонени от поверхности (2) t коммутаци коэффициентов степенных р дов (3) и (4) обеспечивают последовательное прохождение оптимальных поверхностей , т. е. быстродействие переходного процесса и ограничение регулируемых переменных .The choice of the control law in formula (1) makes it possible to exclude the possibility of oscillations in the vicinity of optimal surfaces. Forming the voltage of the fault as deviations from the surface (2) t, the commutation of the coefficients of the power series (3) and (4) ensure the successive passage of the optimal surfaces, i.e., the transient process speed and the limitation of the controlled variables.
На входы сумматоров 2 и 3 и входы блоков 10 и 11 расчета сумм подаютс регулируемые переменные X: и Х2, на другие входы сумматоров 2 и 3 - эталонные переменные Хр и Ху. В коммутаторах 8 и 9 коэффициентов содержатс сигналы, пропорциональные коэффициентам степенных р дов (3) и (4), соответствующих первой и второй оптимальным поверхност м. Сумматоры 2 и 3 в соответствии с формулой (3) сравнивают регулируемые переменные X| и Х2 с эталонными сигналами Хр и Х2, формиру на выходе напр жени отклонени I,, г 1,2, ..., которые поступают на входы пороговых устройств 6 и 7 и первой и второй входы коммутатора 5 отклонений. В начале работы системы, когда ни одно из условий (5) не выполн етс , управл ющие сигналы на входы коммутаторов 5, 8 и 9 не поступают, в результате чего к их выходам подключен третий вход. На выходе блока 5 формируетс сигнал , который поступает на вход блока 4 умножени . Так как на выходе блока 4 вне зависимости от значени k, поступающего на его другой вход, получаетс сигнал , работу коммутатора 8 коэффициентов в этом режиме можно не рассматривать . На выходе коммутатора 9 коэффициентов получаютс напр жени , . Эти сигналы поступают на соответствующие входы блока 10 расчета сумм, который вычисл ет суммы членов степенного р да по формуле (4), т.е. Этот сигнал поступает на вход сумматора 1, на другомThe inputs of the adders 2 and 3 and the inputs of the blocks 10 and 11 of the calculation of the sums are fed adjustable variables X: and X2, to the other inputs of the adders 2 and 3 - the reference variables Xp and Hu. The switches 8 and 9 of the coefficients contain signals proportional to the coefficients of the power series (3) and (4) corresponding to the first and second optimal surfaces. Adders 2 and 3, in accordance with formula (3), compare the adjustable variables X | and X2 with the reference signals Xp and X2, forming at the output a deviation voltage I ,, g 1,2, ..., which is fed to the inputs of the threshold devices 6 and 7 and the first and second inputs of the switch 5 deviations. At the beginning of the system operation, when none of the conditions (5) is fulfilled, the control signals to the inputs of the switches 5, 8 and 9 do not arrive, as a result of which a third input is connected to their outputs. At the output of block 5, a signal is generated which is fed to the input of block 4 multiplication. Since the output of block 4, regardless of the value of k arriving at its other input, produces a signal, the operation of the switch 8 coefficients in this mode can be disregarded. At the output of the switch 9 factors, voltages are obtained,. These signals arrive at the corresponding inputs of the sum calculation unit 10, which calculates the sums of the terms of the power series by the formula (4), i.e. This signal is fed to the input of the adder 1, on the other
входе которого имеетс нулевое напр жение с выхода блока 4 умножени . На выходе сумматора 3 образуетс , соответствующее предельно допустимому значению управл ющего сигнала. Полученное напр жен ие обесf . печивает изменение регулируемых переменных Х| и Ха, соответствующее наискорейшему движению системы.the input of which there is a zero voltage from the output of block 4 multiplication. At the output of the adder 3, the corresponding maximum permissible value of the control signal is formed. The resulting tension is guaranteed. makes change of adjustable variables X | and Ha, corresponding to the fastest movement of the system.
При достижении одной из оптимальных поверхностей выполн етс одно из условийWhen one of the optimal surfaces is reached, one of the conditions
5 (5), например при происходит срабатывание порогового блока 6, сигнал с которого поступает на управл ющий вход всех коммутаторов 5, 8 и 9. Коммутаторы переключаютс так, что первые их входы соедин ютс с их выходами. На выходе блока 5 обра0 зуетс сигнал ошибки , который поступает на вход блока 4 умножени . На выходе коммутаторов коэффициентов 8 и 9 формируютс сигналы С,,С, и D,,,. Блоки 10 и 11 расчета сумм осуществл ют расчет k и5 (5), for example, when the threshold unit 6 is triggered, the signal from which is fed to the control input of all the switches 5, 8 and 9. The switches switch so that their first inputs are connected to their outputs. At the output of block 5, an error signal is generated, which is fed to the input of block 4 multiplication. At the output of the commutators of coefficients 8 and 9, signals С, С, and D ,, are formed. Blocks 10 and 11 of the calculation of the amounts carry out the calculation of k and
5 р дов (3) и (4) со значени ми коэффициентов , поступающими от коммутаторов коэффициентов . Значение k поступает на вход блока 4 умножени , а полученное на его выходе значение произведени kl - на вход сумматора 1. Так как на другой вход сумQ матора 1 подаетс сигнал Uc, на его выходе формируетс управл ющий сигнал, соответствующий выражению (1). Управление обеспечивает плавное движение в окрестности первой оптимальной поверхности до момента попадани координат X| и Х2 в окрестность5 rows (3) and (4) with coefficient values from the coefficient switches. The value of k is fed to the input of block 4 multiplication, and the value of product kl obtained at its output is fed to the input of adder 1. Since the signal Uc is fed to the other input of sumQ of mat 1, a control signal corresponding to expression (1) is generated at its output. The control ensures smooth movement in the vicinity of the first optimal surface until the coordinates X | and x2 to the neighborhood
5 второй поверхности. Тогда выполн етс условие (5), , срабатывает второй пороговый элемент 7 и переключает ком.мутато- ры 5, 8 и 9 так, что к их входам подсоедин ютс вторые входы. На выходе коммутатора 5 отклонений образуетс сигнал5 second surface. Then the condition (5) is satisfied,, the second threshold element 7 is triggered and switches the switches 5, 8 and 9 so that the second inputs are connected to their inputs. The output of the switch 5 deviations signal
0 ошибки , а на выходе коммутаторов коэффициентов 8 и 9 - соответствующие сигналы коэффициентов С. У С,/ и D,, D,7. На выходе сумматора 1 получают управл ющий сигнал, обеспечнваюс .щий движение по второй оптимальной по- верхности.0 errors, and at the output of the commutators of coefficients 8 and 9 - the corresponding signals of the coefficients C. U C, / and D ,, D, 7. At the output of the adder 1, a control signal is obtained, ensuring the movement along the second optimal surface.
Применение устройства позвол ет повысить быстродействие при соблюдении ограничений на регулируемые переменные.The use of the device allows to increase the speed while observing restrictions on adjustable variables.
5050
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853982174A SU1381423A1 (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Optimal control signal driver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853982174A SU1381423A1 (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Optimal control signal driver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1381423A1 true SU1381423A1 (en) | 1988-03-15 |
Family
ID=21207246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853982174A SU1381423A1 (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Optimal control signal driver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1381423A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617015C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-04-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Control device for homotypic objects service process |
-
1985
- 1985-11-29 SU SU853982174A patent/SU1381423A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1270854, кл. G 05 В 11/06, 1986. Авторское свидетельство СССР № 1228207, кл. G 05 В 11/06, 1986. Дроздов В. Н., Коз рук А. Е., Мирошник И. В. Системы управлени электроприводом с использованием микроЭВМ. - Л. ЛДНТП, 1984. Хемминг Р. В. Численные методы. - М.: Наука, 1968, с. 400. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617015C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-04-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Control device for homotypic objects service process |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4192007A (en) | Programmable ringing generator | |
JP2017208998A (en) | Voltage balance controller and voltage balance control method for flying capacitor multilevel converter | |
SE455230B (en) | DEVICE FOR CAPACITIVE SAFETY OF THE RELATIVE RELATION BETWEEN THE SCALE AND THE ROPER OF A LONG SURGERY OR ANGLE Saturation Instrument | |
SU1381423A1 (en) | Optimal control signal driver | |
Zinober | Adaptive relay control of second-order systems | |
SU997036A1 (en) | Random code sensor | |
SU452806A2 (en) | Extreme continuous controller | |
SU1399882A1 (en) | Apparatus for monitoring coordinates of induction motor in adjustable electric drive | |
SU978159A1 (en) | Computing device | |
SU611218A1 (en) | Discrete-analogue integrator | |
SU758069A1 (en) | Device for automatic switching-over differential-proportional regulators | |
SU962847A1 (en) | Follow-up system | |
SU676938A1 (en) | Arbitrary shape ac voltage effective value- to-dc voltage converter | |
SU1254583A1 (en) | Device for functional encoding of pulse-width signals | |
SU932508A2 (en) | Extrapolator | |
SU1453556A1 (en) | Inverter control method | |
SU771686A1 (en) | Device for solving diophante equation | |
SU1221483A1 (en) | Capacitance-electronic displacement converter | |
SU1422352A2 (en) | Device for determining coordinates of induction motor in variable electric drive | |
SU1534700A1 (en) | Device for control of three-phase adjustable inverter | |
SU763916A1 (en) | Device for raising to power | |
SU1117656A2 (en) | Element with adjustable conductance | |
SU1239810A1 (en) | Device for controlling bridge inverter with tracking output voltage curve | |
JPH07322633A (en) | Ac voltage generator | |
SU1635202A1 (en) | Computing node of a hybrid network processor for solving nonlinear field theory problems |