SU1576881A2 - Nonlinear correcting device - Google Patents
Nonlinear correcting device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1576881A2 SU1576881A2 SU884491019A SU4491019A SU1576881A2 SU 1576881 A2 SU1576881 A2 SU 1576881A2 SU 884491019 A SU884491019 A SU 884491019A SU 4491019 A SU4491019 A SU 4491019A SU 1576881 A2 SU1576881 A2 SU 1576881A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- amplifier
- speed
- point
- counter
- improve
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Нелинейное корректирующее устройство относитс к автоматическому управлению, предназначено дл улучшени динамических характеристик системы автоматического регулировани , в частности приводов промышленных роботов и станков с числовым программным управлением, и вл етс усовершенствованием известного устройства по авт.св. N 1120276. Целью насто щего изобретени вл етс повышение точности и быстродействи устройства. Поставленна цель достигаетс за счет управлени коэффициентом передачи усилител устройства, которое позвол ет целенаправленно измен ть момент переключени корректируемой системы с отрицательной обратной св зи на положительную и тем самым повышать ее быстродействие при измен ющихс параметрах. Переходный процесс системы с каждым шагом перестройки коэффициента передачи усилител приближаетс к процессу с максимальным быстродействием и без перерегулировани . 7 ил.The non-linear correction device relates to automatic control, is intended to improve the dynamic characteristics of the automatic control system, in particular, drives of industrial robots and computer numerical control machines, and is an improvement on the known device by author. N 1120276. The purpose of the present invention is to improve the accuracy and speed of the device. The goal is achieved by controlling the transmitting ratio of the device amplifier, which allows one to purposefully change the instant of switching of the corrected system from negative feedback to positive and thereby increase its speed with varying parameters. The transient of the system with each step of tuning the gain of the amplifier approaches the process with maximum speed and without overshoot. 7 il.
Description
Иэобретение относитс к автоматическому регулированию, предназначено дл улучшени динамических характеристик систем автоматического регулировани и вл етс усовершенствованием устройства по авт.св.№ 1120276.The invention relates to automatic regulation, is intended to improve the dynamic characteristics of automatic regulation systems, and is an improvement of the device according to aut. No. 1120276.
Целью изобретени вл етс повышение точности и быстродействи устройства .The aim of the invention is to improve the accuracy and speed of the device.
На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - фазовые траекторий, по сн ющие работу устройства; на фиг.4 - структурна схема пикового детектора; на фиг.5 - принципиальна электрическа схема сброса пикового детектора} на фиг.6 и 7 - эпюры напр жений, по сн ющие работу устройства.Figure 1 shows the block diagram of the proposed device; 2 and 3, phase trajectories explaining the operation of the device; figure 4 is a block diagram of a peak detector; Fig. 5 shows a circuit diagram for resetting a peak detector; in Figs. 6 and 7, voltage diagrams explaining the operation of the device.
Устройство содержит усилитель 1, блок 2 определени модул , блок 3 умножени , первый пиковый детектор 4, масштабирующий блок 5, первый сумматор 6, сигнум-реле 7, нуль-орган 8, второй сумматор 9, второй пиковый детектор 10, компаратор 11, формирователь 12 импульсов, элемент ИЛИ 13, реверсивный счетчик 14, блок 15 начальной установки счетчика, пиковый детектор 16 положительных значений, пиковый детектор 17 отрицательных значений, сумматор 18, источник 19 положительного напр жени питани , .источник 20 отрицательного напр жени питани , конденсаторы 21 и 22, транзисторы 23-25, оптроны 26 и 27, резисторы 28-31, обща шина 33 устройства .The device contains an amplifier 1, a module 2 determining module, a unit 3 multiplying, the first peak detector 4, the scaling unit 5, the first adder 6, the signal-relay 7, the zero-organ 8, the second adder 9, the second peak detector 10, the comparator 11, driver 12 pulses, element OR 13, reversible counter 14, block 15 of the initial installation of the counter, peak detector 16 positive values, peak detector 17 negative values, adder 18, source 19 positive supply voltage, source 20 negative supply voltage, capacitors 21 and 22, tr nzistory 23-25, optocouplers 26 and 27, resistors 28-31, a tire 33 total devices.
сд jcd j
ЗЭZE
00 Эб00 Ab
кto
Усилитель 1 выполнен управл емым. В исходном состо нии он обладает коэффициентом передачи К, определенным кодом, записанным в реверсивный счетчик 14 при помощи блока 15 начальной установки счетчика. Каждый импульс, поступающий на суммирующий вход реверсивного счетчика 14, увеличивает его содержимое, что приводит к увеличению на 4К коэффициента усилени усилител 1. Коэффициент усилени становитс равным К гДе п,- число импульсов, поступивших на суммирующий вход счетчика 14.Amplifier 1 is controllable. In the initial state, it has a transfer coefficient K defined by a code recorded in the reversible counter 14 with the help of block 15 of the initial installation of the counter. Each pulse arriving at the summing input of the reversible counter 14 increases its content, which leads to an increase of 4K in the gain of amplifier 1. The gain becomes equal to K hDe n, the number of pulses received at the summing input of counter 14.
Каждый импульс, поступающий на вычитающий вход реверсивного счетчика 14, уменьшает его содержимое, что приводит к уменьшению на Д К коэффициента усилени усилител 1. Коэффициент усилени становитс равным К - ,где п,- число импульсов, поступивших на вычитающий вход реверсивного счетчика.Each pulse arriving at the subtracting input of the reversible counter 14 reduces its content, which leads to a decrease in D K of the gain of amplifier 1. The gain becomes equal to K - where n is the number of pulses received at the sub input of the reversible counter.
Пиковые детекторы 4 и 10 выполнены двусторонними. В качестве реверсивного счетчика может быть использован любой счетчик, например двоичный.Peak detectors 4 and 10 are bi-directional. As a reversible counter, any counter, such as a binary one, can be used.
Рассмотрим работу корректирующего .устройства на фазовой плоскости (фиг.2 и 3) на примере системы второго пор дка с передаточной функциейConsider the work of the corrective device on the phase plane (Figures 2 and 3) using the example of a second-order system with a transfer function
W(P)W (P)
Р(Тр+ 1) R (Tr + 1)
где К0 ,- коэффициент передачи разомкнутой системы , корректируемой данным устройством , без учета коэффициента передачи корректирующего устройства; К - коэффициент передачи корректирующего устройства.where K0, is the transmission coefficient of the open-loop system corrected by this device, without taking into account the transmission coefficient of the correction device; K - transfer coefficient correction device.
Так как корректирующее устройство измен ет только знак обратной св зи , характеристические уравнени дл положительной ц отрицательной обратных св зей в системе записываютс в видеSince the correction device only changes the sign of the feedback, the characteristic equations for positive and negative feedback in the system are written as
5Л-0;tf + -L -fl + IS 5L-0; tf + -L -fl + IS
1 f1 f
ОABOUT
00
Дл первого случа характерно наличие двух фазовых траекторий в виде пр мых 33, проход щих через нача- ло координат с угловыми коэффициентами , равными корн м характеристического уравнени fl, 0, г О.Во втором случае при 4К0Т. 1 фазовые траекто рии имеют вид скручивающихс спиралей- 34 и 35. В исходном состо нии в системе включена отрицательна обратна св зь. Начальные значени коэффициента передачи усилител 1 и коэффициента передачи масштабирующеj го блока 5 устанавливаютс такими, чтобы обеспечить в системе управлени процесс без перерегулировани с требуемым быстродействием.The first case is characterized by the presence of two phase trajectories in the form of direct 33, passing through the origin of coordinates with angular coefficients equal to the root of the characteristic equation fl, 0, g O. In the second case at 4К0Т. 1, the phase trajectories have the form of twisting spirals — 34 and 35. In the initial state, negative feedback is included in the system. The initial values of the transmission coefficient of the amplifier 1 and the transmission ratio of the scaling unit 5 are set such that the control system provides a process without overshoot with the required speed.
Выходной сигнал усилител 1 преобразуетс блоком 2 определени модул к однопол рному. В блоке 3 умножени происходит присвоение знака выходному сигналу блока 2 определени модул ,The output signal of amplifier 1 is converted by unit 2 of determining the module to unipolar. In block 3 of multiplication, the sign is assigned to the output signal of block 2 of the module definition,
5 Начальные услови заданы на фазовой плоскости (X и X фазовые координаты) точкой N. Движение происходит по фазовой траектории Nd (фиг.2). Первый пиковый детектор 4 запоминает экстремальное значение XQA входного сигнала X корректирующего устройства. В первом сумматоре 6 осуществл етс сравнение текущего значени входного сигнала устройства с его запомненным экстремальным значением, преобразован- ным масштабирующим блоком 5. Если коэффициент передачи масштабирующего блока 5 равен критическому, точка d достижени равенства X т-Х01принад- лежит пр мой с угловым коэффициентом ft2. В точке d происходит включение положительной обратной св зи системы,и движение происходит по этой пр мой. Система обладает при-этом наибольшим быстродействием при отсутствии перерегулировани .5 The initial conditions are set on the phase plane (X and X phase coordinates) by the point N. Movement occurs along the phase trajectory Nd (figure 2). The first peak detector 4 stores the extreme XQA value of the input signal X of the correction device. The first adder 6 compares the current value of the input signal of the device with its memorized extreme value, converted by the scaling unit 5. If the transfer coefficient of the scaling unit 5 is critical, the point d of reaching equal X t-X01 equals the direct slope of ft 2 . At point d, the positive feedback of the system is turned on, and the movement proceeds along this line. The system is also very fast in the absence of overshoot.
Изменение параметров системы при заданном коэффициенте передачи масштабирующего блока 5 приводит к улучшению переходного процесса (фазовые тра0 ектории 34 и 35 на фиг.2 и 3 соответственно ) . Если произошло такое изменение параметров системы управлени , что коэффициент передачи масштабирующего блока 5 станет выше критичес5 кого, то движение из точки N проходит по спиралевидной траектории до - точки а4, принадлежащей пр мой с угловым коэффициентом |С,| г. .Changing the system parameters for a given transfer coefficient of the scaling unit 5 leads to an improvement in the transient process (phase trajectories 34 and 35 in Figures 2 and 3, respectively). If such a change in the parameters of the control system occurred such that the transfer coefficient of the scaling unit 5 becomes higher than the critical one, then the movement from point N goes along a spiral trajectory to point a4, which belongs to the straight line with the slope | C, | g.
5five
00
5five
В точке а, выполн етс равенствоAt point a, equality holds.
X ш-ХX wx
0) и включаетс положительна 0) and is included positive
Х02 выобратна св зь системы. Движение происходит до точки XQ2 по участку гиперболы . В течение этого времени выходной сигнал второго сумматора 9 возрастает по модулю и входные сигналы компаратора I1 равны. В точке ходной сигнал второго сумматора 9 достигает экстремума и начинает убывать по модулю, В этот момент на выхде компаратора 11 по вл етс перепад напр жений, из которого формирователь 12 формирует импульс сброса первого 4 и второго 10 пиковых детекторов . Импульс сброса поступает также на суммирующий вход реверсивного счетчика 14,увеличива его содержимое , тем самым увеличиваетс на ДК коэффициент усилени усилител 1.X02 is inversely connected to the system. Movement occurs to the point XQ2 along the section of the hyperbola. During this time, the output of the second adder 9 increases in magnitude and the input signals of the comparator I1 are equal. At the point, the signal of the second adder 9 reaches an extremum and begins to decrease in magnitude. At this point, a voltage drop appears at the output of the comparator 11, from which the driver 12 forms a reset pulse for the first 4 and second 10 peak detectors. The reset pulse also arrives at the summing input of the reversible counter 14, increasing its content, thereby increasing the gain factor of amplifier 1 by DC.
После сброса пиковые детекторы 4 и 10 запоминают текущие значени входного сигнала устройства и выходного сигнала второго сумматора 9 соответственно . В системе включаетс отрицательна обратна св зь системы и движение из точки X в точку а, принадлежащую пр мой с угловым коэффициентом |С2|7|С,|, происходит по участку спиралевидной фазовой траектории . В точке а вновь включаетс положительна обратна св зь системы , и процесс повтор етс до тех пор пока входной сигнал корректирующего устройства че станет равным нулю. При этом с каждым переключением с положительной на отрицательную сторону св зь системы происходит очередное увеличение на единицу содержимого реверсивного счетчика I4 и, как следствие, увеличение коэффициента передачи усилител 1 на ДК, что обеспечивает пошаговое приближение переходного процесса к наилучшему дл изменившихс параметров системы Дл сравнени на фиг.2 штриховой линией изображена фазова траектори 34 переходного процесса системы без изменени коэффициента передачи усилител 1.After resetting, the peak detectors 4 and 10 store the current values of the input signal of the device and the output signal of the second adder 9, respectively. In the system, the negative feedback of the system is turned on and the movement from point X to point a, which belongs to the straight line with the angular coefficient | C2 | 7 | C, |, occurs along a section of the spiral-like phase trajectory. At point a, the positive feedback of the system is turned on again, and the process is repeated until the input signal of the correction device becomes zero. At the same time, with each switch from the positive to the negative side, the communication of the system results in a further increase in the content unit of the reversible counter I4 and, as a result, an increase in the gain of amplifier 1 per DC, which provides a stepwise approximation of the transition process to the best for the changed system parameters Fig. 2 shows the phase transition trajectory 34 of the system with a dashed line without changing the transmission coefficient of amplifier 1.
Если параметры корректируемой системы изменились так, что значение коэффициента передачи масштабирующего блока 5 становитс меньше критического , то переходный процесс имеет колебательный характер (фиг.З, фазова траектори 35 .и фазова траектори 33 дл критического значени If the parameters of the system being adjusted have changed so that the value of the transfer coefficient of the scaling unit 5 becomes less critical, then the transition process is oscillatory in nature (Fig. 3, phase trajectory 35. And phase trajectory 33 for a critical value
157688157688
коэффициента передачи масштабирующего блока 5).transfer coefficient of the scaling unit 5).
В исходном состо нии включена отрицательна обратна св зь системы. При рассматриваемом изменении параметров движение в системе происходит из точки N по спиралевидной фазовой траектории. Первый пиковый детектор 4 запоминает экстремальное значениеIn the initial state, negative feedback of the system is included. With the change of parameters under consideration, the motion in the system occurs from point N along a helical phase trajectory. The first peak detector 4 remembers the extreme value
сигнала XX signal
0101
При выполнении в точкеWhen performing at
5five
00
5five
а,, принадлежащей пр мой с угловым коэффициентом , равенства X ттьХ- происходит включение положительной обратной св зи системы. Далее до изменени знака X движение проходит по участку гиперболы . В точке Ь, нуль-орган 8 вырабатывает импульс, обнул ющий первый 4 к второй 10 пиковые детекторы и одновременно уменьшающий содержимое реверсивного счетчике 14, что приводит к уменьшению на ДК коэффициента передачи усилител I. В системе включаетс отрицательна обратна гв зь и движение происходит по спиралевидной фазовой траектории 34. Первый пиковый детектор 4 запоминает очередное экстремальное значение входного сиг0and, belonging to a straight line with an angular coefficient, the equality X ttX- includes the positive feedback of the system. Further, before changing the sign of X, the motion passes through the section of the hyperbola. At point b, the null organ 8 generates a pulse that flushes the first 4 to the second 10 peak detectors and simultaneously reduces the contents of the reversing counter 14, which leads to a decrease in the gain gain I on the DC. The system turns on the negative feedback and moves along spiral phase trajectory 34. The first peak detector 4 stores the next extreme value of the input sig0
5five
00
5five
00
5five
нала XNala X
ovov
В момент равенства X m XAt the moment of equality X m X
о вклю (точка ) происходит очередное чение положительной обратной св зи системы. При этом точка аа принадлежит пр мой с угловым коэффициентом |С, j . В дальнейшем процесс повтор етс . Происходит пошаговое приближение переходного процесса к наилучшему дл изменившихс параметров системы. При этом уменьшаетс колебательность и увеличиваетс быстродействие корректируемой системы.But on (dot), the next positive feedback of the system occurs. At the same time, the point aa belongs to the straight line with the slope | C, j. In the following, the process is repeated. There is a step-by-step approach of the transition process to the best for the changed system parameters. This reduces the oscillation and increases the speed of the corrected system.
Использование новых: элементов реверсивного счетчика 14 и блока 15 начальной установки счетчика дл управлени коэффициентом передачи усилител 1 выгодно отличает данное корректирующее устройство от известного, . так как позвол ет увеличить быстродействие и точность системы в услови х изменени ее параметров, и обеспечиваетс переходный процесс., пошагово приближающийс к процессу без перерегулировани . Отработку очередного воздействи при неизменных значени х параметров системы корректирующее устройство обеспечивает с наибольшим быстродействием и без перерегулировани .Using new: elements of the reversible counter 14 and the block 15 of the initial installation of the counter to control the transfer ratio of amplifier 1 distinguishes this correction device from the known one. as it allows an increase in the speed and accuracy of the system under the conditions of changing its parameters, and a transition process is provided that approaches the process step by step without overshoot. Testing the next action with constant values of the system parameters, the correction device provides with the greatest speed and without overshoot.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884491019A SU1576881A2 (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Nonlinear correcting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884491019A SU1576881A2 (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Nonlinear correcting device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1120276 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1576881A2 true SU1576881A2 (en) | 1990-07-07 |
Family
ID=21402886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884491019A SU1576881A2 (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Nonlinear correcting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1576881A2 (en) |
-
1988
- 1988-06-23 SU SU884491019A patent/SU1576881A2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1120276, кл. G 05 В 5/01, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5278490A (en) | One-cycle controlled switching circuit | |
US5432697A (en) | Technique for controlling the symbolic dynamics of chaotic systems to generate digital communications waveforms | |
KR880003229A (en) | Adaptive Process Control | |
US3273035A (en) | System of stabilization for a sampledata servo using a variable gain sampled-data loop and a proportional loop | |
US4166247A (en) | Control systems for pulse width control type inverter | |
SU1576881A2 (en) | Nonlinear correcting device | |
US4827392A (en) | Control apparatus for a power converter | |
US3705978A (en) | Time shared digital and analog process control | |
US4221998A (en) | High accuracy control system | |
Zinober | Adaptive relay control of second-order systems | |
EP0483364B1 (en) | Discrete type repetition control method and apparatus therefor | |
CN112841964B (en) | Control method and system based on electric rocking chair | |
SU1264285A1 (en) | Electric drive | |
JPS6227040Y2 (en) | ||
Cheng et al. | Speed control of ultrasonic motors by auto-tuning fuzzy PI control | |
JP2724124B2 (en) | Maximum output tracking controller for solar cells | |
SU1536351A1 (en) | Nonlinear correcting device | |
SU624203A1 (en) | Controlling device | |
SU1416935A1 (en) | Position regulator for delay systems | |
SU1500991A1 (en) | Adaptive follow-up electric drive | |
RU2071106C1 (en) | Optimal positioning system | |
SU815858A1 (en) | Sweep frequency generator | |
SU1406564A1 (en) | Multichannel automatic regulation system | |
SU1024879A1 (en) | Digital regulator | |
JPS5743573A (en) | Phase controlling equipment of pulse-width modulating inverter |