SU1444713A1 - Two-channel extremum controller - Google Patents
Two-channel extremum controller Download PDFInfo
- Publication number
- SU1444713A1 SU1444713A1 SU874286952A SU4286952A SU1444713A1 SU 1444713 A1 SU1444713 A1 SU 1444713A1 SU 874286952 A SU874286952 A SU 874286952A SU 4286952 A SU4286952 A SU 4286952A SU 1444713 A1 SU1444713 A1 SU 1444713A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- channel
- search signal
- controller
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к системам автоматического регулировани и может быть использовано дл управлени различными объектами с экстремальными характеристиками, преимущественно малоинерционными. Цель изобретени - повьшение быстродействи регул тора. Регул тор содержит управл емый генератор ортогональных сигналов 1, два канала формировани поискового сигнала 2, 3, триггер и1митта 4, дифференциатор 5, одновиб- ратор 6. Повышение быстродействи достигаетс за счет независимого поиска с помощью непрерьшного поискового сигнала, при котором каждьй последующий цикл производитс с учетом координат экстремума, найденных в предыдущем цикле, 5 ил.The invention relates to automatic control systems and can be used to control various objects with extreme characteristics, preferably low inertia. The purpose of the invention is to increase the speed of the controller. The controller contains a controlled generator of orthogonal signals 1, two channels of forming a search signal 2, 3, a trigger and 1mitt 4, a differentiator 5, a one-oscillator 6. Improving speed is achieved by independent search using a continuous search signal at which each subsequent cycle is performed. taking into account the coordinates of the extremum found in the previous cycle, 5 Il.
Description
Изобретение относитс к системам автоматического регулировани и может быть использовано дл управлени различными объектами с экстремальными характеристиками, преимущественно малоинерционными,The invention relates to automatic control systems and can be used to control various objects with extreme characteristics, preferably low inertia,
Цель изобретени - повьшение быстродействи регул тора путем, использовани независимого поиска с по- мощью непрерывного поискового сигнала .The purpose of the invention is to increase the speed of the controller by using an independent search using a continuous search signal.
На фиг,1 приведена функциональна схема двухканального экстремального регул тора, на фиг. 2 - электрич еска схема.управл емого генератора ортогональных сигналов; на фиг.З - 5 - графики, по сн ющие работу устройства .Fig. 1 shows a functional diagram of a two-channel extreme regulator; Fig. 2 - electrical circuit of a controllable generator of orthogonal signals; FIGS. 3 - 5 are graphics for explaining the operation of the device.
Регул тор () содержит управ- л емый генератор ортогональных сигналов 1, каналы формировани поиско- вого сигнала 2 и 3, триггер Шмитта 4 дифференциатор 5,, одновибратор б, первьй ключ 7д первый масштабирую- Щий резистор 8, емкостной делитель 9j второй масштабирующий резистор 10 усилитель П, первый повторитель 12, второй ключ ISj конденсатор 14, второй повторитель J5 и третий мае- штабируюгаий резистор J6,The regulator () contains a controlled generator of orthogonal signals 1, channels for forming the search signal 2 and 3, Schmitt trigger 4 differentiator 5, one-shot b, first key 7d first scaling resistor 8, capacitive divider 9j second scaling resistor 10, amplifier P, the first repeater 12, the second switch ISj, the capacitor 14, the second repeater J5 and the third mapping resistor J6,
. Управл емый генератор J ортого- .нальных сигналов (фиг„2) содержит коммутируемый по входу автогенератор 7 прерывистых (автомодулированных) колебаний, змиттерный повторитель 18 и фазорасщепитель 19 в виде двух фа- зосдвигшощих КС цепочек с общим входом , которые вл ютс выходами гене- ратора 1 (разность фаз выходных сигналов составл ет (+90) йоги.(-90 , знак роли не играет j цепь автосмещени 20. На фигурах введены также обозначени сигналов на выходе ге- нератора () 21 () траектории движени 22 - 24 (фиг,4)-5 импульсы 25 - 29 (фиг.5)5 обща шина 30,. The controlled oscillator J of orthogonal signals (Fig. 2) contains an input-switched self-oscillator 7 intermittent (self-modulated) oscillations, a zmitter repeater 18 and a phase splitter 19 in the form of two phase-shifted CS chains with a common input, which are gene outputs Ratio 1 (the phase difference of the output signals is (+90) yoga. (- 90, the sign of the role is not played by j auto-bias circuit 20. In the figures, the designations of signals at the generator output () 21 ()) of the movement path 22 - 24 ( FIGS. 4) -5 pulses 25 to 29 (FIG. 5) 5 common bus 30,
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
В исходном состо нии, когда система авторегулировани разомкнута, напр жение на входе регул тора U., 0. Напр жение на выходе триггера 4 ты тш мин генератор I и ключи 7, 13 выключены, напр жени на конденсаторе 14 и выходах регул тора равны нулю.In the initial state, when the autoregulation system is open, the voltage at the input of the regulator is U., 0. The voltage at the output of the trigger 4 you know the generator I and the keys 7, 13 are off, the voltage on the capacitor 14 and the outputs of the regulator are zero .
g g
5 five
0 5 0 0 5 0
5 о 5 5 about 5
00
При замыкании системы авторегулировани на вход регул тора поступает напр жениеJ свидетельствующее о со- сто нии объекта регулировани , котот рое по определенно вл етс показателем качества объекта Q .(), где Xj и Xj. - входные управл емые) параметры,-Путем преобразовани выходного параметра Y () всегда можно получить Q(X., 5X2) в виде напр жени требуемой пол рности, В дальнейшем дл определенности будем считать, что Q (X,,X2)Ug 0.When the auto-regulation system is closed, a voltage is applied to the controller input indicating the state of the object of regulation, which is definitely an indicator of the quality of the object Q. (), Where Xj and Xj. - input controllable parameters, by converting the output parameter Y (), one can always obtain Q (X., 5X2) as the voltage of the required polarity. Further, for definiteness, we assume that Q (X, X2) Ug 0 .
При увеличении U от, О до UBX Е 5 где п порог срабатывани триггера 4, напр же:ние на его выходе скачком yвe;л{iчивaeтc до значени rhi мцкс Запускаетс автогенератор 17 и одповремеьпю открываетс ключ 7, при этом гекерируе гые сигналы с выходов генератора 1 проход т через делитель 9, резистор 10 и усилитель 11 ла вьошды регул тора. За полный период геперируемог о колебани Т. напр жени и 5 и2 HS. выходах регул тора дважды проход т экстремальные значени противоположных знаков. Соответствующие им параметры объекта X,, Xg и Q Ug,измен ютс от минимального до максимального в пределах данного периода значений, т,е. происходит сканирование, В каждом последующем периоде амплитуды сканировани экспоненциально нарастают (график на фиг,3). Ортогональность напр жений Uj и Ug позвол ет рассматривать процесс экстремального поиска в виде некоторой функции на фазовой плоско- CTPI с декартовьии координатами Ц и. За.дадим ее в видеWhen U increases from, О to UBX Е 5 where n is the trigger threshold of 4, the voltage at its output is jumped abruptly, it {reaches to the value rhi mksx, the autogenerator 17 starts and the key 7 opens at the same time, and the signals from the outputs open Oscillator 1 is passed through divider 9, resistor 10 and amplifier 11 on the controller. For the full period, the rate of oscillation is variable and the voltage is 5 and 2 HS. the controller outputs pass twice the extreme values of the opposite signs. The corresponding parameters of the object X ,, Xg and Q Ug, vary from minimum to maximum within a given period of values, t, e. scanning takes place. In each subsequent period, the scanning amplitudes increase exponentially (graph in FIG. 3). The orthogonality of the stresses Uj and Ug allows us to consider the process of extremal search as a certain function on the phase plane – CTPI with Cartesian coordinates and. Zad.dadim her as
F (и, ,и) uf -f и. (1)F (and,, and) uf -f and. (one)
Уравнени ортогональных составл ющих в параметрическом видеEquations of orthogonal components in parametric form
(t) cosQt, U2,R(t) (2)(t) cosQt, U2, R (t) (2)
где P(t)P(oD)l-exp(-t/ c:Ko)l (3) R(t)R(oo)l-epx(-t/C,,7 J бающие радиоимпульсы 21 на переднем фронте;where P (t) P (oD) l-exp (-t / c: Ko) l (3) R (t) R (oo) l-epx (-t / C ,, 7 J beat radio pulses 21 at the leading edge ;
Р()|и,макоИ. (°о). /и,л,с.кс1 R - максимальные значени амплитуд поисковых сигналов в установившемс режиме генерации при , Различие между значени ми Р и R обусловлено различием регулировочным характеристик исполнительных устройств систем по параметрам Х и Х. Требуе 14R () | and, makoI. (° o). (ii) x is the maximum values of the amplitudes of the search signals in the steady state generation mode, The difference between the values of P and R is due to the difference in the adjusting characteristics of the actuators of the systems in parameters X and X. Requirement 14
мое в каждом конкретном случае отношение P/R устанавлдааетс выбором коэффициента усилени усилител 11 в каналах регул тора,In each case, my P / R ratio is set by selecting the gain of amplifier 11 in the controller channels,
Выражени (1)-(3) образуют систему уравнений эллиптической ра зворачиваго- щейс спирали с шагом, убьшающим по экспоненциальному закону. Аналогичным образом можно составить систему уравнений сворачивающейс эллиптической спирали, соответствующей спаду импульса (фиг.З).Expressions (1) - (3) form a system of equations of an elliptic developing spiral with a step that kills exponentially. Similarly, a system of equations of a collapsing elliptical helix corresponding to a pulse decay can be made (Fig. 3).
Закон изменени модулирующего сигнала не играет существенной роли, в частности, огибающа радиоимпульсна может подчин тьс гармоническому закону . Существенным вл етс непрерывный характер функций P(t) и R(t),4TO необходимо дл реализации описьшаемо- го алгоритма поиска.The law of change of the modulating signal does not play a significant role; in particular, the radio pulse envelope can obey the harmonic law. The continuous nature of the functions P (t) and R (t), 4TO, is essential for the implementation of the descriptive search algorithm.
На фиг.4 показана траектори (22) движени по разворачивающейс спирали точки А, принадлежащей функции F (и,,и). Точка Ад на фазовой плос- кости соответствует экстремальному состо нию объекта: Q(AQ)U (A)0. Точность регулировани определ етс областью допустимых отклонений координат экстремума от точки Ад, кото- ра в свою очередь зависит от порогов отпускани Е, и срабатьшани Е триггера 4. EJ, Е на величину гистерезиса триггера 4. Границы областей представл ют собой эллипсы 23 и 24, соотношение полуосей которых равно P/R.Fig. 4 shows the trajectories (22) of movement along the unfolding helix of point A belonging to the function F (and ,, and). The Hell point on the phase plane corresponds to the extremal state of the object: Q (AQ) U (A) 0. The control accuracy is determined by the region of permissible deviations of the extremum coordinates from the point Hell, which in turn depends on the release thresholds E, and the triggering E of the trigger 4. EJ, E by the magnitude of the hysteresis of the trigger 4. The boundaries of the regions are ellipses 23 and 24, the ratio of the semiaxes of which is P / R.
Сканирование ортогональных напр жений по гармоническому закону с на- рас±анием амплитуды соответствует движению точки А из нулевой координаты по спирали, приближающейс к точке Ад. При пересечении границы, обозначенной эллипсом 23, и триг- гер 4 выключаетс (U,UTU, мин Ь За счет инерционности процесса регулировани , обусловленной задержкой исполнительных устройств, самого объекта регулировани , преобра:зовател выходного параметра объекта, а также элементов регул тора момент установлени экстремума несколько запаздывает . Точка А,, соответствующа моменту остановки поиска, находитс внутри области, ограниченной эллипсом 23. Автогенератор 17 и ключ 7 выключаютс , а напр жени U« и U., соответствующие AJ , запоминаютс в де13 Scanning of orthogonal stresses according to a harmonic law with an amplitude magnitude ± ± corresponds to the movement of point A from the zero coordinate in a spiral approaching the point Hell. When crossing the border, indicated by an ellipse 23, and trigger 4 is turned off (U, UTU, min b) Due to the inertia of the control process due to the delay of the actuators, the control object itself, the transducer of the output parameter of the object, and the elements of the control moment the extremum is somewhat delayed. Point A, corresponding to the moment the search is stopped, is inside the area bounded by the ellipse 23. The self-oscillator 17 and the key 7 are turned off, and the voltages U "and U. corresponding to AJ are remembered in d 13
лителе 9 (точнее, запоминаютс значени и,/Кд.и UJ /KOIJ, где KQIJ - коэффициент усилени усилител 11). Поскольку выходное сопротивление ключа 7 велико, то дл запоминани напр жений на делителе 9 необходимо, чтобы либо цепь разр да была достаточно высокоомной, либо происходила подзар дка от другого источника, согласованного с делителем 9 по напр жению . Последнее обладает преимуществом , так как одновременно позвол ет осуществл ть каждый последующий цикл поиска с учетом координат экстремума найденных в предыдущем цикле, что непосредственно св зано с повышением быстродействи регул тора. Така задача решаетс с помощью второго запоминающего устройства, выполненного на элементах 12-15.Body 9 (more precisely, the values of and are stored, / Kd. and UJ / KOIJ, where KQIJ is the gain of the amplifier 11). Since the output impedance of the key 7 is large, to memorize the voltages on the divider 9, it is necessary that either the discharge circuit is high enough, or there is a charge transfer from another source that is matched with the divider 9 for voltage. The latter has the advantage, as it simultaneously allows each subsequent search cycle, taking into account the coordinates of the extremum found in the previous cycle, which is directly related to an increase in the speed of the controller. This task is solved by a second storage device, performed on elements 12-15.
При выключении триггера 4 в момен времени t (А) запускаетс одновибра тора 6 импульсом на выходе дифференциатора 5, фронт которого совпадает со спадом импульса триггера 4 (фиг.5 Импульс, сформированный одновибра- тором 6, открывает ключ 13 и напр жение с выхода делител 9 через повторитель 12 и ключ 13 зар жает конденсатор 14, коэффициенты передачи повторител 12 и Ключа 13 близки к единице. Процесс зар да конденсатора 14 достаточно кратковременный, так как выходное сопротивление открытого ключа велико. Повторитель 12 служит дл разв зки между делителем 9 и конденсатором 14 (благодар высокому входному сопротивлению повторител 12 разр да конденсатора нижнего плеча делител 9 не происходит). В дальнейшем напр жение на делителе 9 поддерживаетс повторителем 15, к входуWhen trigger 4 is turned off, at time t (A), a one-shot 6 is started with a pulse at the output of differentiator 5, the front of which coincides with the pulse drop of trigger 4 (figure 5 The pulse generated by the one-shot 6 opens the key 13 and the voltage from the output divider 9 through the repeater 12 and the key 13 charges the capacitor 14, the transfer coefficients of the repeater 12 and the Key 13 are close to 1. The charging process of the capacitor 14 is quite short-lived, since the output resistance of the public key is large. Repeater 12 serves to isolate between Lemma 9 and capacitor 14 (due to the high input impedance follower 12 discharge capacitor divider lower arm 9 does not occur). In further voltage divider 9 is maintained by the repeater 15, to the input
которого подключен конденсатор 14, Цепь разр да конденсатора 14 образуетс параллельным соединением выходного сопротивлени разомкнутого ключа 13 и входного сопротивлени повторител 15, каждое из которых высоко, благодар чему напр жение на конденсаторе 14 измен етс медленно. На фиг.4 этому процессу соответствует отрезок траектории 22, на фиг.З графики 25-29 на интервале времени t,-t2 между импульсами триггера 4. .Медленному разр ду конденсатора 14 (график 27) соответствует аналогичное изменение напр жений U , U ( фик 28) и UBX(график 29). Особенностьthe capacitor 14 is connected, the discharge circuit of the capacitor 14 is formed by parallel connection of the output resistance of the open key 13 and the input resistance of the repeater 15, each of which is high, due to which the voltage on the capacitor 14 changes slowly. In FIG. 4, this process corresponds to a segment of a trajectory 22, in FIG. 3, plots 25-29 in the time interval t, -t2 between the pulses of the trigger 4. The slow discharge of the capacitor 14 (plot 27) corresponds to a similar change in the voltage U, U ( Fiq 28) and UBX (chart 29). Feature
5five
последнего состоит в том, что естественное его постепенное приближение к порогу Е сопровождаетс флуктуацией за счет изменени координат экстремума во времени, обусловленной воздействием на объект регулировани внешних факторов оthe latter consists in the fact that its natural gradual approach to the threshold E is accompanied by fluctuation due to a change in the coordinates of the extremum with time due to the effect on the object of regulation of external factors about
За интервап времени t,tg между двум циклами поиска конденсатор (верхнего плеча) делител 9 должен быть разр жен через резистор 8.дл того, чтобы при включении ключа 7 конденсатор делител 9 скачком не разр дилс через относительно низкое внутреннее сопротивление ключа 7. В то же врем разр д через резистор 8 :не должен сопровождатьс заметным изменением напр жени на входе усилител ПоDuring the time interval t, tg between two search cycles, the capacitor (upper arm) of the divider 9 must be discharged through the resistor 8. so that when turning on the key 7, the capacitor of the divider 9 is not abruptly discharged through the relatively low internal resistance of the key 7. At that same time the discharge through the resistor 8: should not be accompanied by a noticeable change in the voltage at the input of the amplifier
С момента t повторного срабатывани триггера 4 начинаетс второй .цикл поиска при открьшании -ключа 7. ,С коэффициентом передачи; близким к ,величине R g/(R,o-К,б) суммарное на- Спр жение поступает на вход усилите- л 1I и усиленное в KQH раз - на выход регул тора. Второй и последующие циклы поиска заканчиваютс за долю периода Tj., На второму циклу поиска соответствует отрезок А,,А , траектории 22, а на - графики 25--29 на Ш1тервале времени t.From the moment t of the second triggering of the trigger 4, the second search cycle starts when you unlock the key 7., With the transfer coefficient; close to, the value of R g / (R, o-K, b), the total stress is fed to the input of the amplifier 1I and amplified by KQH times to the regulator's output. The second and subsequent search cycles end in a fraction of the period Tj., In the second search cycle, segment A ,, A corresponds to trajectory 22, and on graphs 25-29 in the Sh1 interval of time t.
Резистор 16 служит дл предотвра- щени шунтировани поискового сигнала низкоомным выходным сопротивле- :нием повторител 15 Совместно с резистором 10 он образует делитель напр жени j необходимый дл выравнива- НИЛ напр жений, приход щих, на вход усилител 11 с делител 9 и повторител 15. -В противном случае при пе- .:резаписи напр жени , с выхода делител 9 на конденсатор 14 и передаче его через повторитель 15 произойдет ,скачок величины этого напр жени ,так как коэффициенты передачи блоков 12, ;13.и 15 несколько меньше единицы, : Независимый от состо ни объекта регулировани (точнее, релейный) характер поиска с помощью непрерывного .сигнала практически не наклад,ьюает огранкнений на быстродействие, поскольку исключаютс потерн времени на пошаговую обработку информации, а также автогенераторы гармонических колебаний, в отличие от релаксацион- ных (импульсных)5 имеют значительноResistor 16 serves to prevent the search signal from being bridged by a low-impedance output resistor: repeater 15 Together with resistor 10, it forms a voltage divider j needed to equalize the voltages that come from the amplifier 11 to divider 9 and repeater 15. -Otherwise, when re-recording: voltage recording, from the output of divider 9 to capacitor 14 and transmitting it through repeater 15, a jump in the value of this voltage will occur, since the transfer coefficients of blocks 12,; 13. and 15 are slightly less than one, : Independent of sos However, the object of regulation (more precisely, relay) nature of the search with the help of a continuous signal practically does not impose any limitations on speed, since time-consuming step-by-step processing of information is excluded, as well as auto-generators of harmonic oscillations, as opposed to relaxation (impulse) 5 have significantly
ю 15 20u 15 20
25 30 25 30
g 40 45 gQ gg g 40 45 gQ gg
4А71364А7136
более широкий диапазон генерируемых частот.wider range of generated frequencies.
Сложение поискового сигнала с напр жением , запомненным в делителе 9 в предыдущем цикле, позвол ет снизить врем поиска до долей периода генерируемого сигнала, что дополнительно усиливает положительньй эффект данного решени . При этом первый наиболее продолжите.ггьный цикл поиска (фиг.5) можно рассматривать как начальный переходный процесс, свойственнь1й практически любой, например , радиоэлектронной системе в момент ее вк.шочени .Adding the search signal to the voltage stored in divider 9 in the previous cycle reduces the search time to fractions of the period of the generated signal, which further enhances the positive effect of this solution. In this case, the first most prolonged search cycle (Fig. 5) can be considered as an initial transient process, characteristic of almost any, for example, radio-electronic system at the moment of its incorporation.
Независимый характер поиска обеспечивает разв зку между входным и выходными сигналами регул тора, т.е. разрьш обратной св зи на врем поиска . Этим достигаетс больша , чем при других алгоритмах регулировани , устойчивость. систе1 1ы к самово збужде- нию.The independent nature of the search ensures the separation between the input and output signals of the controller, i.e. Fail feedback during search. This is achieved greater than with other control algorithms, stability. system to self excitement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874286952A SU1444713A1 (en) | 1987-07-16 | 1987-07-16 | Two-channel extremum controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874286952A SU1444713A1 (en) | 1987-07-16 | 1987-07-16 | Two-channel extremum controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1444713A1 true SU1444713A1 (en) | 1988-12-15 |
Family
ID=21320488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874286952A SU1444713A1 (en) | 1987-07-16 | 1987-07-16 | Two-channel extremum controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1444713A1 (en) |
-
1987
- 1987-07-16 SU SU874286952A patent/SU1444713A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Растригин Л.А. Системы экстремального управлени , М.: Наука, 1974, с.591-592. Авторское свидетельство СССР № П73392, кл. G 05 В 13/02, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4879512A (en) | Circuit for processing a pseudo-oscillatory signal, especially for inductive proximity detectors | |
GB2102231A (en) | Triangle waveform generator having a loop delay compensation network | |
SU1444713A1 (en) | Two-channel extremum controller | |
US4792764A (en) | Noncontact electronic switching arrangement | |
JPS6091716A (en) | Function generator | |
JPH0530089B2 (en) | ||
JPH02155458A (en) | Booster circuit | |
JPS5878219A (en) | Clock generating circuit | |
US3329824A (en) | Photoelectric print reading circuit | |
SU1202042A1 (en) | Pulse shaper | |
SU1238108A1 (en) | Free-running sweeping converter | |
SU1363134A1 (en) | Pulse regulator of piezoelectric motor displacement | |
JPS588171B2 (en) | delay circuit | |
SU790119A1 (en) | Controllable pulse generator | |
SU858012A1 (en) | Antilogarithmic converter | |
SU1559407A2 (en) | Current-frequency converter with pulse feedback | |
SU813708A1 (en) | Pulse generator | |
SU1325525A1 (en) | Functional generator | |
SU798705A1 (en) | Extreme controller for resonance object | |
JPH0369212B2 (en) | ||
SU1531013A1 (en) | Device for contactless conversion of infralow-frequency electric signals | |
SU634233A1 (en) | Extremum regulator | |
SU1042167A1 (en) | Delayed pulse oscillator | |
SU1334355A1 (en) | Phase discriminator | |
RU1812619C (en) | Device for generation of delta-shaped signals |