SU1488852A1 - System for simulating dynamic processes in discrete automatic control system - Google Patents
System for simulating dynamic processes in discrete automatic control system Download PDFInfo
- Publication number
- SU1488852A1 SU1488852A1 SU874298713A SU4298713A SU1488852A1 SU 1488852 A1 SU1488852 A1 SU 1488852A1 SU 874298713 A SU874298713 A SU 874298713A SU 4298713 A SU4298713 A SU 4298713A SU 1488852 A1 SU1488852 A1 SU 1488852A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- discrete
- amplifier
- input
- output
- automatic control
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Description
Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к аналоговым вычислительным устройствам, применяемым для моделирования дискретных систем, и может быть использовано при исследовании динамических процессов в дискретных устройствах управления с амплитудно-импульсной модуляцией.The invention relates to computing, in particular to analog computing devices used to simulate discrete systems, and can be used in the study of dynamic processes in discrete control devices with amplitude-pulse modulation.
Целью изобретения является расширение области применения системы.The aim of the invention is to expand the scope of the system.
На фиг. 1 представлена структурная схема системы для моделирования динамических процессов в системах автоматического управления, на фиг.2 и 3 - результаты анализа динамиче2FIG. 1 shows a block diagram of a system for modeling dynamic processes in automatic control systems, in Figures 2 and 3, the results of the analysis are dynamic 2
применяемым для моделирования дискретных систем. Цель изобретения расширение области применения системы. Это достигается тем, что в известную систему дополнительно вве дены четвертый и пятый усилители и второй переключатель. Введение указанных блоков обеспечивает без каких-либо изменений структуры системы моделирование динамических про· цессов в системах управления как с амплитудно-импульсной модуляцией на основе обобщенного экстраполятора первого порядка, так и с амплитудно-импульсной модуляцией на основе формоимпульсного преобразования . 3 ил.used to model discrete systems. The purpose of the invention is the expansion of the scope of the system. This is achieved by the fact that the fourth and fifth amplifiers and the second switch are additionally introduced into the known system. The introduction of these blocks provides, without any changes in the structure of the system, the simulation of dynamic processes in control systems with both pulse-amplitude modulation based on a generalized first-order extrapolator and pulse-amplitude modulation based on form-impulse transformation. 3 il.
ских процессов в дискретной системе . автоматического управления.processes in a discrete system. automatic control.
Система содержит первый усилитель 1, первый и второй дифференциаторы 2 и 3, второй, третий, четвертый и пятый усилители 4-7, первый переключатель 8, первый сумматор 9, модель объекта 10 управления, второй сумматор 11, умножитель 12, генератор 13 синусоидальных колебаний и второй переключатель 14. Под моделью объекта 10 математической, физической или механической понимается } любое техническое устройство, процесс управления которым предполагается моделировать. Единственным ограничением на характеристики объекта, накладываемым предлагаемой системой, является требование не,-ЗЦ И88852The system contains the first amplifier 1, the first and second differentiators 2 and 3, the second, third, fourth and fifth amplifiers 4-7, the first switch 8, the first adder 9, the control object model 10, the second adder 11, the multiplier 12, the generator 13 sinusoidal oscillations and the second switch 14. Under the model of the object 10 mathematical, physical or mechanical is understood} any technical device, the management process which you intend to simulate. The only restriction on the characteristics of the object imposed by the proposed system is the requirement not, -СЦ И88852
33
14888521488852
4four
пропускания высших гармоник, т.е. выполнение обобщенных условий фильтра. Этому условию удовлетворяют большинство встречающихся на прак- $ тике динамических объектов управления. В данном случае это ограничение 'сводится к необходимости выполнения условия, чтобы период дискретности Т<, был мал по сравнению с ос- ιθ новными постоянными времени Т . (ί 6 1 , К) модели объекта управления. При рассмотрении конкретных примеров использования предлагаемой системы применялись различные модели дви- ·,5 жущихся объектов (например, самолетов) , описываемых системой нелинейных дифференциальных уравнений. В наиболее простом случае объект управления описывается передаточной функцией видаtransmission of higher harmonics, i.e. fulfillment of generalized filter conditions. This condition is satisfied by the majority of dynamic control objects encountered in practice. In this case, this restriction reduces to the need to satisfy the condition that the period of discreteness T <, be small compared with the main time constants T. (ί 6 1, K) models of the control object. When considering specific examples of the use of the proposed system, various models of moving, 5 moving objects (for example, airplanes) described by a system of nonlinear differential equations were used. In the simplest case, the control object is described by a transfer function of the form
" Т’р* + 2§Т р +1"T’r * + 2§Т р +1
В основу разработки системы положено использование приближенного эквивалентного представления дискретной системы с обобщенным экстраполятором первого порядка в виде непрерывной модели, представляемой в виде следующего выражения:The development of the system is based on the use of an approximate equivalent representation of a discrete system with a generalized first-order extrapolator in the form of a continuous model, represented as the following expression:
у(ь) = х(с)+х(с) -СОЗЦЛ - (1-К0) [ х'(с)+[х(с)созЧб +y (s) = x (s) + x (s) -СОСЦЛ - (1-K 0 ) [x '(s) + [x (s) cos Hb +
-2-2
+ Ι2*-1- I ΐχ"(ь) + [х(с) сози^с]"^, + Ι 2 * - 1- I ΐ χ "(s) + [x (s) cone ^ s]" ^,
получим пред- 40 с эксгде ω0 = 25 we will get a pre-40 with exgde ω 0 = 25
= 2)(/70 ~ частота квантования по= 2) (/ 70 ~ quantization frequency by
времени;time;
То - период квантования по времени;T about - the period of quantization in time;
Кл - коэсЬЛициент передачи 0 чпK l - coesLiTsi transfer 0 PE
обобщенного экстраполятора первого, порядка;generalized extrapolator of the first order;
х(с) - сигнал на входе импульсного элемента.x (s) is the signal at the input of the pulse element.
Непосредственной проверкой можно убедиться, что выражение (1) при 35Direct verification can make sure that the expression (1) at 35
К = 0 совпадает с выражением дляK = 0 coincides with the expression for
оabout
эквивалентного представления дискретной системы с экстраполятором нулевого порядка. При К 0 = 1 выражение для эквивалентного ставления дискретной системы траполятором первого порядкаequivalent representation of a discrete system with a zero-order extrapolator. When K 0 = 1, the expression for the equivalent setting of a discrete system by a first order trapolator
Таким образом, расширяется область применения системы для моделирования динамических процессов в дискретных 45 системах управления.Thus, the field of application of the system for modeling dynamic processes in discrete control systems is expanding.
При исследовании динамических процессов в дискретных системах амплитудно-импульсной модуляцией при помощи переключателя 8 значения коэф- 50 фициентов усиления усилителя 1 устанавливаются К ( = 1 ,· усилителя 4 К г= То/2; усилителя 5 - К5 = Т„/6. гПри помощи второго переключателя 14 в усилителе 6 устанавливается коэф- 55 'фициент усиления К 4. = К 0 — 1 , в усилителе 7 - К ? = 1 - - .When studying dynamic processes in discrete systems by amplitude-pulse modulation using the switch 8, the values of the gain factors of amplifier 1 are set K ( = 1, · amplifier 4 К г = T о / 2; amplifier 5 - К 5 = Т П / 6 With the aid of the second switch 14 in the amplifier 6, the gain coefficient K 4 is set. = K 0 - 1, in the amplifier 7 - K ? = 1 - -.
При включении системы сигнал х(б) с выхода моделируемого объекта 10 по ступает на первый вход умножителя 12 и на первый вход второго сумматора 1 1 . На второй вход умножителя 12 поступает сигнал соз(а0С. С выхода умножителя сигнал помехи х(с)созще1; поступает на второй вход сумматора 11. Сигнал с выхода сумматора 11 уси ливается и по трем цепям подается на входы первого сумматора 9: по первой цепи - непосредственно; по второй - через дифференциатор 2, усилитель 4 и усилитель 6·, по третьей через дифференциаторы 2 и 3 и усилители 5 и 7. С выхода первого сумматора . 9 сигнал, эквивалентный результату амплитудно-импульсного преобразования, подается на вход модели объекта 10 управления. При исследовании процессов амплитудно-импульсного преобразования с другим периодом квантования по времени То осуществляется перестройка коэффициентов усиления К 2 и К 3 в усилителях 4 и 5 при’помощи переключателя 8.When the system is turned on, the signal x (b) from the output of the simulated object 10 moves to the first input of the multiplier 12 and to the first input of the second adder 1 1. The second input of multiplier 12 receives the signal cos (0 and S. The output of the multiplier interference signal x (p) e sozsch 1, is supplied to the second input of the adder 11. The output of adder 11 and has been exacerbated by the three circuits is fed to the inputs of the first adder 9 : on the first circuit - directly; on the second - on differentiator 2, amplifier 4 and amplifier 6 ·, on third circuit on differentiators 2 and 3 and amplifiers 5 and 7. A signal equivalent to the pulse-amplitude conversion result is output from the output of the first adder 9. to the input of the model of the object 10 control. processes the amplitude-converting the pulse to a different period of time quantization of T carried rearrangement gain coefficients K 2 and K 3 in the amplifiers 4 and 5 pri'pomoschi switch 8.
При необходимости изменения коэффициента передачи ^обобщенного экстра полятора первого порядка осущест-г вляется перестройка коэффициентов усиления К* и К$в усилителях 6 и 7 при помощи второго переключателя 14. Настройка частоты генератора 13 шд производится в соответствии со значением периода квантования поIf necessary changes rearrangement gains K and K * $ amplifiers 6 and 7 by means of the second switch 14. Setting the oscillator frequency transmission coefficient 13 w ^ generalized first-order extra polyatora osuschest S THE d-g is produced in accordance with the value of the quantization period
5five
14888521488852
времени Тс по соотношениюtime T s in proportion
ωβ= 2??/Т0.ω β = 2 ?? / T 0 .
При исследовании процессов формоимпульсного преобразования в дискретной системе значения коэффициентов усиления Кл, К2, в усилителях 1, 4 и 5 при помощи переключателя 8 устанавливаются:In the study of the processes of form-impulse transformation in a discrete system, the values of the gain factors K l , K 2 , in amplifiers 1, 4 and 5 using the switch 8 are set:
1 Ь1 b
10ten
1515
К, =-н K, = - n
ч = [Ζ (21-1 )<. т 3/2ъΣ ·,h = [Ζ (21-1) <. t 3/2 · Σ ·,
111 ’’1 ь Ь111 '' 1 b b
= ΐ Σ [3;(.ί-ΐ)+υ οί·τ^/6Ηί Σ/ί· Значения коэффициентов усиления и К5 в усилителях 6 и 7 при помощи второго переключателя ^устанавливаются К| = К 1.= ΐ Σ [3 ; (.ί-ΐ) + υ οί · τ ^ / 6Η ί Σ / ί · The values of the gain K and 5 in the amplifiers 6 and 7 with the second switch set K ^ | = K 1.
При таких значениях коэффициентов усиления К4... К6усилителей 1,4-7 структурная схема предлагаемой системы становится тождественной известной системе.With such values of the gain factors K 4 ... K 6 amplifiers 1.4-7, the block diagram of the proposed system becomes identical to the known system.
На фиг. 2 и 3 приведены результаты анализа динамических процессов в дискретной системе автоматического управленйя при помощи предлагаемого технического устройства. Представленные процессы соответствуют изменению выходного сигнала объекта регулирования х(с) при возмущающем воздействии в виде единичной скачкообразной функции ί(ϋ) = 1 (С) при нулевых начальных условиях, при этом объект регулирования представляет собой колебательное звено 2-го порядка с передаточной функцией 'FIG. 2 and 3 show the results of the analysis of dynamic processes in a discrete automatic control system using the proposed technical device. The presented processes correspond to a change in the output signal of the control object x (s) with a disturbing effect in the form of a single jump function ί () = 1 (C) with zero initial conditions, and the control object is a second-order oscillatory link with the transfer function '
2020
2525
30thirty
3535
4040
1%*+ 2?тр+ 11% * + 2? T p + 1
Р —у-р где К = 5,8^ Т = 0,2 с; ξ = 0,6.R —y-p where K = 5.8 ^ T = 0.2 s; ξ = 0.6.
На фиг. 2 представлены результаты моделирования переходного процесса в дискретной системе управления с <дмплитудно-импульсным преобразованием сигнала с обобщенным экстраполятором первого порядка при двух значениях коэффициента К 0. Кривая 1 соответствует значению коэффициента Ко = 0,· кривая 2 - коэффициенту К 0= 1 Кривая 3, образованная дискретными значениями х(п) в дискретные моменты времени С = пТ0, получена путем решения разностного уравнения исследуемой системы, коэффициенты которого, меняются скачком в каждый очередной момент замыкания импульсного эле45FIG. 2 shows the results of the simulation of the transient process in a discrete control system with a <pulse-impulse transformation of the signal with a generalized first-order extrapolator at two values of the coefficient K 0 . Curve 1 corresponds to the value of the coefficient K o = 0, · curve 2 - the coefficient K 0 = 1 Curve 3, formed by discrete values of x (n) at discrete instants of time C = nT 0 , is obtained by solving the difference equation of the system under study, whose coefficients change abruptly at each regular moment of the closure of the pulsed ele45
5555
5050
мента. Кривая 3 является идеальной характеристикой переходного процесса в рассматриваемой системе с оговоркой, что проведение этой кривой между фиксированными моментами времени не определено .cop. Curve 3 is an ideal characteristic of the transition process in the system under consideration with the proviso that the conduct of this curve between fixed points in time is not defined.
На фиг. 3 представлены результаты моделирования переходного процесса в дискретной системе управления с амплитудно-импульсной модуляцией, в которых осуществляется формоимпульсное преобразование. Параметры регулятора То =0,1 с ; сС = 20; г = — 1 0. Формула изобретенияFIG. 3 shows the results of the simulation of the transient process in a discrete pulse-amplitude modulated control system, in which the form-impulse transformation is performed. The parameters of the controller T about = 0.1; cc = 20; r = - 1 0. Claims
Система для моделирования динамических процессов в дискретных устройствах автоматического управления, содержащая первый переключатель, выходы которого соединены с входами задания коэффициента передачи первого, второго и третьего усилителей соответственно, выход первого усилителя подключен к первому входу первого сумматора и входу первого дифференциатора, выход которого соединен с информационным входом второго усилйтеля и через второй дифференциатор подключен к информационному входу третьего усилителя, выход первого сумматора соединен с входом модели объекта управления, второй сумматор, умножитель и генератор синусоидальных колебаний, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого усилителя, выход модели объекта управления подключен к вторым входам умножителя и второго сумматора, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения системы, введены четвертый и пятый усилители и второй переключатель, причем информационный вход четвертого усилителя подключен к выходу второго усилителя, а выход четвертого усилителя соединен с вторым входом первого сумматора, информационный вход пятого усилителя подключен к выходу третьего усилителя, а выход пятого усилителя соединен с третьим входом первого сумматора, первый и второй выходы второго переключателя соединены с входами задания коэффициентов передачи четвертого и пятого усилителей соответственно .A system for simulating dynamic processes in discrete automatic control devices, comprising a first switch, the outputs of which are connected to the input inputs of the transfer ratio of the first, second and third amplifiers, respectively, the output of the first amplifier is connected to the first input of the first adder and the input of the first differentiator, the output of which is connected to the information the input of the second amplifier and through the second differentiator is connected to the information input of the third amplifier, the output of the first adder dinene with the input model of the control object, the second adder, a multiplier and a generator of sinusoidal oscillations, the output of which is connected to the first input of the multiplier, the output of which is connected to the first input of the second adder, the output of which is connected to the information input of the first amplifier, the output of the control object model connected to the second inputs the multiplier and the second adder, characterized in that, in order to expand the scope of the system, the fourth and fifth amplifiers and the second switch are introduced, and the information input is four the primary amplifier is connected to the output of the second amplifier, and the output of the fourth amplifier is connected to the second input of the first adder, the information input of the fifth amplifier is connected to the output of the third amplifier, and the output of the fifth amplifier is connected to the third input of the first adder, the first and second outputs of the second switch are connected to the reference inputs transmission ratios of the fourth and fifth amplifiers, respectively.
14888521488852
Фиг. 1FIG. one
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874298713A SU1488852A1 (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | System for simulating dynamic processes in discrete automatic control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874298713A SU1488852A1 (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | System for simulating dynamic processes in discrete automatic control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1488852A1 true SU1488852A1 (en) | 1989-06-23 |
Family
ID=21324930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874298713A SU1488852A1 (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | System for simulating dynamic processes in discrete automatic control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1488852A1 (en) |
-
1987
- 1987-08-27 SU SU874298713A patent/SU1488852A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Design of piecewise constant gains for optimal control via Walsh functions | |
Soradi-Zeid et al. | King algorithm: A novel optimization approach based on variable-order fractional calculus with application in chaotic financial systems | |
Desoer et al. | Feedback system design: The fractional representation approach to analysis and synthesis | |
Unser | Cardinal exponential splines: part II-think analog, act digital | |
Bertsias et al. | Partial fraction expansion–based realizations of fractional‐order differentiators and integrators using active filters | |
Vörös | An iterative method for Hammerstein-Wiener systems parameter identification | |
Logemann et al. | Discrete-time low-gain control of uncertain infinite-dimensional systems | |
Dar et al. | Realization of Integrable incommensurate-fractional-order-Rössler-system design using operational transconductance amplifiers (OTAs) and its experimental verification | |
SU1488852A1 (en) | System for simulating dynamic processes in discrete automatic control system | |
El-Dib et al. | Galerkin’s method to solve a fractional time-delayed jerk oscillator | |
US3404262A (en) | Electric analogue integrating and differentiating circuit arrangements | |
Elwy et al. | On the approximation of fractional-order circuit design | |
US4017812A (en) | Method of processing a signal, and corresponding devices | |
Batlle et al. | On the approximation of delay elements by feedback | |
US4034304A (en) | Method and apparatus for generating a non-linear signal | |
SU446942A1 (en) | Delay device | |
SU1714628A1 (en) | Simulator of structurally compensated filter with transfer function f(p) = =@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ | |
JP2756170B2 (en) | Neural network learning circuit | |
SU452841A1 (en) | Device for simulating random processes | |
US4622649A (en) | Convolution processor | |
SU1476499A1 (en) | Oscillating element simulator | |
Martens et al. | A model of computation for continuous-time/spl Delta//spl Sigma/modulators | |
SU1300467A1 (en) | Random process generator | |
SU1056208A1 (en) | Pulse-width function generator | |
JPS5929907B2 (en) | computing device |