SU1659981A2 - Device for optimal control of inertial objects with attached elastic members - Google Patents

Device for optimal control of inertial objects with attached elastic members Download PDF

Info

Publication number
SU1659981A2
SU1659981A2 SU894695175A SU4695175A SU1659981A2 SU 1659981 A2 SU1659981 A2 SU 1659981A2 SU 894695175 A SU894695175 A SU 894695175A SU 4695175 A SU4695175 A SU 4695175A SU 1659981 A2 SU1659981 A2 SU 1659981A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
control
key
unit
Prior art date
Application number
SU894695175A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Мануйлов
Александр Викторович Кириченко
Original Assignee
Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского filed Critical Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority to SU894695175A priority Critical patent/SU1659981A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1659981A2 publication Critical patent/SU1659981A2/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике управлени  движением динамических объектов, а именно объектов с присоединенными упругими элементами. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и устойчивости нагружени  упругого элемента за счет использовани  терминального закона нагружени . С этой целью устройство, содержащее упругий элемент, привод, блок управлени  приводом, датчик отклонений, дифференциатор, блок измерени  ускорений , блок преобразовани  координат, блок формировани  координат фазовой траектории , блок выбора управл ющего параметра, ключ и блок запуска, дополнительно снабжено формирователем модул , квадратором , двум  множител ми, сумматором, двум  делител ми, источником посто нных напр жений, нуль-индикатором и ключом. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.The invention relates to a technique for controlling the movement of dynamic objects, namely objects with attached elastic elements. The aim of the invention is to improve the accuracy and stability of the loading of the elastic element by using the terminal loading law. For this purpose, a device comprising an elastic element, a drive, a drive control unit, a deviation sensor, a differentiator, an acceleration measurement unit, a coordinate conversion unit, a phase trajectory coordinate generation unit, a control parameter selection unit, a key and a trigger unit are additionally equipped with a module former, a quadrant, two multipliers, an adder, two dividers, a constant voltage source, a null indicator and a key. 1 hp ff, 2 ill.

Description

(L

СWITH

Изобретение относитс  к технике управлени  движением динамических объектов , а именно объектов с присоединенными упругими элементами.The invention relates to a technique for controlling the movement of dynamic objects, namely objects with attached elastic elements.

Цель изобретени  - повышение точности и устойчивости нагружени  упругого элемента за счет использовани  терминального закона нагруженном.The purpose of the invention is to improve the accuracy and stability of the loading of the elastic element by using the terminal law loaded.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 -динамические процессы, протекающие во врем  работы устройства.FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in fig. 2 -dynamic processes occurring during operation of the device.

Схема содержит упругий элемент 1 конструкции , привод (источник нагружени ) 2, блок 3 управлени  приводом, датчик 4 отклонений , дифференциатор 5, блок 6 измерени  ускорений, блок 7 преобразовани  координат, блок 8 формировани  координат фазовой траектории, блок 9 выбора управл ющего параметра, ключ 10, блок 11 запуска , формирователь 12 модул , квадратор 1-3, первый и второй множители 14, 15, сумматор 16, первый и второй делители 17. 18, источник 19 посто нного напр жени , нуль- индикатор 20, ключ 21. При этом блок 3 управлени  приводом состоит из интегратора 22, первого и второго ключей 23, 24 и исполнительного органа 25.The circuit contains an elastic structure element 1, a drive (load source) 2, a drive control unit 3, a deviation sensor 4, a differentiator 5, an acceleration measurement unit 6, a coordinate conversion unit 7, a phase trajectory coordinate generation unit 8, a control parameter selection unit 9, key 10, starting block 11, shaper 12 module, quad 1-3, first and second factors 14, 15, adder 16, first and second dividers 17. 18, constant voltage source 19, zero-indicator 20, key 21. Here, the drive control unit 3 consists of the integrator 22, ervogo and second keys 23, 24 and the actuator body 25.

В основу изобретени  положено следующее . Известно, например, что плоское угловое движение жесткого тела с присоединенным слабодемпфированным упругим элементом в первом приближении может быть описано следующей системой дифференциальных уравнений:The invention is based on the following. It is known, for example, that a flat angular motion of a rigid body with an attached weakly damped elastic element in the first approximation can be described by the following system of differential equations:

3iJ.(t);3iJ. (T);

.п,.P,

где I - момент инерции объекта относительно оси вращени  (размерность кГсм2);where I is the moment of inertia of the object relative to the axis of rotation (dimension kg / cm2);

y(t) - угол поворота объекта;y (t) is the angle of rotation of the object;

y(t) - угловое ускорение, с ,y (t) is the angular acceleration, s

OsOs

слcl

NQNQ

юYu

0000

юYu

qi(t)- обобщенные координаты осцилл торов , имеющих размерность м (соответст- венно q i(t), м/с2), характеризующих динамику основных форм колебаний упру- гого элемента;qi (t) are the generalized coordinates of oscillators with the dimension m (respectively, q i (t), m / s2), which characterize the dynamics of the main modes of oscillations of an elastic element;

gi - коэффициенты взаимовли ни  твердого тела и соответствующих форм колебаний упругого элемента, кГс2;gi are the coefficients of the mutual relationship between the solid and the corresponding vibration modes of the elastic element, kgf;

My(t) - управл ющий момент (воздействие ), кНм;My (t) is the control moment (impact), kNm;

mi - приведенные массы основных форм колебаний упругого элемента. кГс /м; йы - собственные частоты основных форм колебаний упругого элемента, с .mi is the reduced mass of the main forms of oscillations of the elastic element. kgf / m; yy - the natural frequencies of the main forms of oscillations of the elastic element, p.

Разреша  систему (1) относительно у. получимпAllowing system (1) for y. obtainable

1 1 О1 1 About

3-5: 3-5:

Ввод  обозначени : ,чEnter notation:, h

Mu(t)Mu (t)

.. .,№.-% а- / ;э-Г Т.., no .-% a- /; e-T T

получимпobtainable

1 1eleven

,W + WW + W

где v(t) - управл ющее ускорение, оа - коэффициент, м с . Подставл   выражение (3) во уравнение системы (1), получимwhere v (t) is the control acceleration, oa is the coefficient, m s. Substituting expression (3) into the equation of system (1), we get

)H«o; « ;W-ЈrO ь) H “o; "; W-OrO ь

- -

В вид  иоозначени In view of the meaning

hi;hi;

2 2 , b V b ---r M2 2, b V b --- r M

получимwill get

W-wHlW+b- ltl-ZleCi),,W-wHlW + b- ltl-ZleCi) ,,

J VH (5)J VH (5)

Инерционность объекта управлени  или, что то же, инерционность изменени  ускорени , сообщаемого объекту управлени  исполнительными органами (приводом ), описываетс  выражениемThe inertia of the control object or, which is the same, the inertia of the change in acceleration, communicated to the control object by the actuators (drive), is described by the expression

v-aUv(6)v-aUv (6)

где , 1 управл ющий параметр;where, 1 control parameter;

а ° 1 макс Islgn(L) - v.(t)) - параметр, характеризующий ограниченность скорости изменени  управл ющего ускорени ;and ° 1 max. Islgn (L) - v. (t)) is a parameter characterizing the limited rate of change of the control acceleration;

U - требуемое установившеес  значение управл ющего ускорени .U is the required steady-state value of the control acceleration.

Состо ние любого из осцилл торов системы (5) с минимальной полной энергией (потенциальной и кинетической), соответствующее требуемому установившемус  значению управл ющего ускорени  U, определ етс  точкой (/г, ,0) на фазовой плоскости (qi, qi/ од ), где /4 b, U/o / .The state of any of the oscillators of the system (5) with the minimum total energy (potential and kinetic) corresponding to the required steady-state value of the control acceleration U is determined by a point (/ g, 0) on the phase plane (qi, qi / od), where / 4 b, U / o /.

Задача оптимального по времени управлени  скоростью изменени  нагружающего воздействи  формулируетс  как необходимость оптимального по времени перевода рбъекта (1) из состо ни  q(0) {qi(0), i 1, n}T q0 в состо ние q(ti) { ц 1, n}T, q(ti) 0 ,n v (ti) U, с использованием ограниченного по величине управлени  а 6 0, 1.The task of optimal time control of the rate of change of the loading action is formulated as the need for optimal time transfer of the object (1) from the state q (0) {qi (0), i 1, n} T q0 to the state q (ti) {m 1 , n} T, q (ti) 0, nv (ti) U, using the limited control 6 0, 1.

Известное устройство обеспечивает управление инерционным объектом с одновременным нагруженном присоединенного упругого элемента по основной низкочастотной форме колебаний (i 1) с коэффици- ентом динамичности, равным единицеThe known device provides control of an inertial object with a simultaneous loaded attached elastic element along the main low-frequency form of oscillations (i 1) with a dynamic factor equal to unity.

//

(перевод в точку динамического равновеси ). При этом закон оптимального управлени  в форме обратной св зи, реализуемый данным устройством, может быть представ- лен в виде(transfer to a point of dynamic equilibrium). In this case, the law of optimal control in the form of feedback, implemented by this device, can be represented as

(Q,.Q,(Q, .Q,

|(xi,,W, X, + 4 jVsin/A1 ; 5u(xl|x2l a,) + s;n/A J . /5U« 4 -«r/ i /Хг./Ыо| (xi ,, W, X, + 4 jVsin / A1; 5u (xl | x2l a,) + s; n / A J. / 5U “4 -“ r / i / Хг./Ыо

сдгссоэsdgssoe

./Х«./ЦГ1 ok Ь./ Х ver./ЦГ1 ok b

гх« ,(Ь(Моgh ", (b (Mo

чН)Ч)зhN) h) h

(7)(7)

ёз - требуема  точность отработки величины управл ющего ускорени  U,No - the required precision of the control acceleration U,

Данный закон обеспечивает качественное управление не только по основной низ- кочастотной форме колебаний упругого элемента, но и по высокочастотным составл ющим спектра колебаний. Это объ сн етс  тем, что в случае линейного закона изменени  нагружающего воздействи  с длительностью процесса нагружени , превышающей период колебаний осцилл тора, энерги  остаточных колебаний нагружаемого осцилл тора не превышает 20% от уровн  энергии при релейном (скачкообразном) изменении нагружающего воздействи . Однако в случае, когда интервалы линейного изменени  величины нагружающего воздействи  окажутс  значительно меньше периода высокочастотных колебаний, что может иметь место при возникновении скольз щих режимов в системе управлени , возможно возникновение  влений, близких .к резонансным. Закон управлени  (7) допускает по вление скольз щих режимов на границе линии переключени  Gi(-) 0 при наличии координатно-параметрических возмущений. В частности, это возможно, если реальное значение произведени  параметров а и bi окажетс  меньше расчетного, либо когда частота wi управл емой низко- частотной формы колебаний окажетс  выше расчетной. В этих случа х погрешность в точности перевода осцилл тора в окрестность точки динамического равновеси  может оказатьс  менее ощутимой, нежели опасность возникновени  и последстви  высокочастотного резонанса.This law provides high-quality control not only for the basic low-frequency vibration of an elastic element, but also for the high-frequency components of the vibration spectrum. This is due to the fact that in the case of a linear law of variation of a loading effect with a loading process duration longer than the oscillation period of the oscillator, the energy of the residual oscillations of the loaded oscillator does not exceed 20% of the energy level with a relay (intermittent) change in the loading effect. However, in the case when the linear variation intervals of the loading effect turn out to be significantly shorter than the period of high-frequency oscillations, which can occur when gliding modes occur in the control system, occurrence of phenomena close to resonance may occur. The control law (7) allows the occurrence of sliding modes at the boundary of the switch line Gi (-) 0 in the presence of coordinate-parametric perturbations. In particular, this is possible if the real value of the product of the parameters a and bi turns out to be less than the calculated one, or when the frequency wi of the controlled low-frequency mode of oscillation turns out to be higher than the calculated one. In these cases, the error in the accuracy of the oscillation of the oscillator in the vicinity of the point of dynamic equilibrium may be less noticeable than the danger of the occurrence and consequence of high-frequency resonance.

Кроме того, известное устройство в определенных услови х (когда реальное ускорение окажетс  выше расчетного или, что то же, параметры а и bi окажутс  больше, а У1меньше расчетного) может и не обеспечивать требуемую точность по отработке программы нагружени  (погрешность как по v , так и по qi).. In addition, a known device under certain conditions (when the actual acceleration is higher than the calculated or, what is the same, parameters a and bi will be greater, and U1 is smaller than the calculated one) may not provide the required accuracy in working out the loading program (error as v, so and qi) ..

Избежать указанных недостатков можно путем использовани  на завершающем этапе управлени  закона терминального (или финитного) нагружени . Такие законы позвол ют не только строго выполнить за- данные граничные услови , но и обеспечить требуемый характер изменени  во времени величины управл ющего ускорени . В общем случае задача финитного управлени  линейным стационарным динамическим объектом выражаетс These drawbacks can be avoided by using terminal (or finite) loading at the final stage of controlling the law. Such laws make it possible not only to strictly fulfill the specified boundary conditions, but also to ensure the required change in time of the control acceleration. In the general case, the problem of finite control of a linear stationary dynamic object is expressed as

X АХ + Ви,(8)X AH + We (8)

где X - фазовый вектор:where X is the phase vector:

и - вектор управл ющих параметров;and is the vector of control parameters;

А, В - матрицы объекта и управлени . Требуетс  систему (8) перевести из некоторого текущего состо ни  X(t) в состо ние Хт 0 за ограниченное врем  а Т -1. где Т - некоторый фиксированный момент времени . Управление иф(т.). удовлетвор ющее дан- ному требованию, называетс  финитным и находитс  из услови A, B - the object and control matrices. It is required to transfer the system (8) from some current state X (t) to the state Xm 0 for a limited time a T -1. where T is some fixed point in time. Office IF (t.). satisfies this requirement, is called finite and is

,(t)dt-e-«x(t), ю , (t) dt-e- «x (t), u

где еАГ - матрична  экспонента (фундаментальна  матрица).where eAG is the exponent matrix (the fundamental matrix).

I I

На характер изменени  во времени вектора иф(т) могут быть наложены дополнительные ограничени  в видеThe nature of the change in time of the vector if (t) can be imposed additional restrictions in the form

ифМ-Сст . (Ю)IFM-Sct. (YU)

где С { Cjl, j 1, m, I 1, k} - матрица коэффициентов;where С {Cjl, j 1, m, I 1, k} is the coefficient matrix;

a col( l.a.o2о1 1) -векторa col (l.a.o2o1 1) -vector

так называемых таймерных параметров.the so-called timer parameters.

В частности, при k 1 (t) const, а при k 2 измен етс  по линейному закону отIn particular, when k 1 (t) const, and when k 2, it changes linearly from

Mt) С до иф(Т) С i . Тогда,Mt) C to IF (T) C i. Then,

если заданы границы изменени  на концах интервала t. Т, то может быть определена соответствующа  этому матрица коэффициентов С. Подставл   соотношение (10) в выражение (9) и разреша  относительно неизвестных а и иф. получим управление в форме обратной св зи:if the boundaries of change are given at the ends of the interval t. T, then the coefficient matrix C corresponding to this can be determined. Substituting relation (10) into expression (9) and solving relatively unknown a and if. receive feedback control:

иФ(Х. Хт) F(X, XT); (Х,ХТ).iF (X. Xt) F (X, XT); (X, XT).

где второе соотношение характеризует прогнозируемое врем  завершени  процесса управлени .where the second relation characterizes the predicted completion time of the control process.

В рассматриваемом случае объект описываетс  системой (8) приIn this case, the object is described by system (8) with

-« К« А4°.;Ь.Г01- “K“ A4 °.; L.Г01

ь,s

(Ц)(C)

где .XaW- tojfU...where .XaW- tojfU ...

При этом г11,/ ,, 1 i At the same time, g11, / ,, 1 i

Ai соеыЛ |-4fMSinCO,t |Ai Soyil | -4fMSinCO, t |

p- I - - - - - -| - -- - -. - Ip- I - - - - - - | - - - -. - I

W,5iinCO,t )CoSCO.t jW, 5iinCO, t) CoSCO.t j

Решение этой задачи дл  случа  k 1 известно . Финитное управление записываетс  в виде.The solution of this problem for the case of k 1 is known. Finite control is written as.

и,,.. (12)and ,, .. (12)

Дл  случа  k 2 получить решение в замкнутой форме невозможно. Однако такое решение известно дл  случа  управ е- ни  двойным интегратооом 2 (13)For case k 2, it is impossible to obtain a solution in closed form. However, such a solution is known for the case of control of a double integrato 2 (13)

Полученное решение от случа  k 1 дл  двойного интегратора отличаетс  лишь коэффициентом усилени  (1/2 заменена на 2/2), а структура осталась прежней, т.е. можно предположить, что финитное управление осцилл тором при k 2 также имеет структуру формулы (12). но с измененным составом коэффициентов усилени , т.е.The solution obtained from the case of k 1 for a double integrator differs only in the gain factor (1/2 replaced by 2/2), and the structure remains the same, i.e. we can assume that the finite control of the oscillator with k 2 also has the structure of formula (12). but with a modified composition of gain factors, i.e.

V),.V)

иand

фf

,,,,

(14)(14)

где a - некоторый параметр, задаваемый например, из соображений непрерывности закона нагружени .where a is a certain parameter, for example, given from considerations of continuity of the law of loading.

Кроме того при пересечении фазовой точкой линии переключени  G2 в случае v(to ) 4} 0 нагружающее воздействие, vyxe достигает величины U/2, а координаты точки С пересечени  линии Ga определ - 5 ютс  соотношениемIn addition, when crossing the phase point of the switch line G2 in the case of v (to) 4} 0, the loading effect, vyxe reaches U / 2, and the coordinates of the point C of the intersection of the Ga line are determined by

ab, , со IT abt 2сог со5 la } сог ab,, with IT abt 2cog so5 la} coz

Предположим также, что эффективность привода (параметр а) рассчитана на конкретную частоту колебаний ш и максимальное нагружающее воздействие U таким образом, чтобы процесс нагружени  упругого элемента с коэффициентом динамичности, равным единице, осуществл лс  строго за период колебаний Т 2л/а). . Тогда а Suppose also that the drive efficiency (parameter a) is designed for a specific oscillation frequency w and maximum loading effect U so that the loading process of an elastic element with a dynamic factor equal to one is carried out strictly during the oscillation period T 2 / a). . Then a

U (0/2 л, а С : bi U bi UU (0/2 l, and C: bi U bi U

JtWJtw

.- Значеа .- Significantly

иand

может быть найдено из 2can be found from 2

o-.W-f.o-.w-f.

X X

М M

2о ние параметраParameter setting

P- .-TtST.P-.-TtST.

т.е. имеем о 3/2-4/л. 1.1. Такое значение коэффициента а позвол ет обеспечить непрерывное (без скачков управлени ) нагружение упругого элемента. Скачки управлени  возможны лишь при наличии параметрических возмущений, но при 30%-ном разбросе, например по частоте, величина скачка будет пор дка 5% от максимального значени  нагружающего воздействи  U. Однако закон (14) обеспечивает строгое выполнение краевых условий при одновременном изменении по линейному закону величины нагружающего воздействи , т.е., если подставить (14) в (8) с учетом (11),имеем xi хаthose. we have about 3 / 2-4 / l. 1.1. Such a value of the coefficient a allows continuous (without control jumps) loading of the elastic element. Control jumps are possible only in the presence of parametric disturbances, but with a 30% spread, for example, in frequency, the magnitude of the jump will be in the order of 5% of the maximum value of the loading effect U. However, law (14) ensures that the boundary conditions are strictly fulfilled while simultaneously varying linearly. the law of magnitude of the loading effect, i.e., if we substitute (14) in (8) with allowance for (11), we have xi ha

, х ;+-Ј-(,-t-об ,) „ -3, x; + - Ј - (, - t-about,) „-3

33

g

гg

х;х,+x; x, +

,,

X1.b1uX1.b1u

Ъ (15) B (15)

а проинтегрировав систему (15) с начальными услови миand integrating system (15) with initial conditions

biU X2 1FB2 , а получим условиеbiU X2 1FB2, and we get the condition

xi I ex У|иф(:)- UI еи Алгоритм управлени  выгл дит следующим образом.xi I ex U | if (:) - UI ei The control algorithm looks as follows.

В начальный момент к объекту управлени  прикладываетс  управл ющее ускорение У (to), которое начинает измен тьс  по линейному закону v (t) v (t0) + at, приближа сь к требуемому значению U. Изображающа  точка фазовой плоскости (xi,At the initial moment, the control acceleration V (to) is applied to the control object, which begins to vary according to the linear law v (t) v (t0) + at, approaching the required value U. The image point of the phase plane (xi,

оabout

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

Х2/ ом ) будет двигатьс  по отрезку циклоиды , если I/. 2 л a I bi I йЯ, до точки В, или по циклоиде, еслиX2 / ohm) will move along the cycloid segment if I /. 2 l a I bi I nd, to point B, or cycloid, if

I//1 I 2 л а ( , до точки /и и далее по отрезку циклоиды до точки В. В точке В произойдет пересечение траекторий линии переключени  G2(-) 0. При этом произойдет переключение в системе управлени , вследствие которого величина управл ющего ускорени  будет измен тьс  линейно, но формироватьс  также по закону (14). Дальнейшее движение изображающей точки (до завершени  управлени ) будет происходить также пол циклоиде до выполнени  терминальных условий. При этом значение управл ющего ускорени  будет расти от Urp/2 в точке В до Утр в конце управлени .I // 1 I 2 l a (, to point / and further along the cycloid segment to point B. At point B, the intersection of the paths of the switching line G2 (-) 0 will occur. This will cause a switch in the control system, as a result of which the control value the acceleration will vary linearly, but will also be formed according to the law (14). Further movement of the imaging point (before the control is completed) will also occur in the polycycloid until the terminal conditions are met.The control acceleration value will increase from Urp / 2 at point B to Morning at the end of control.

Отличие данного алгоритма от алгоритма , по которому работает прототип, заключаетс  в том, что при движении в окрестности линии G(-) 0 исключаетс  возможность кратковременных переходов с уп- равл емого режима нагружени  на неуправл емый и обратно, т.е. с режима изменени  v(t) по линейному закону на режим движени  с v(t) const U.The difference of this algorithm from the algorithm by which the prototype operates is that, when moving in the vicinity of the line G (-) 0, the possibility of short-term transitions from the controlled loading mode to the uncontrolled and back, i.e. from the mode of change v (t) according to the linear law to the mode of motion with v (t) const U.

Предлагаемый алгоритм реализуетс  устройством, функциональна  схема которого представлена на фиг. 1. При этом формирователь 12 модул  формирует I xil , квадратор 13 - ха , на выходе множител  14The proposed algorithm is implemented by a device whose functional scheme is shown in FIG. 1. At the same time, the shaper 12 module forms I xil, the quad 13 - ha, the output of the multiplier 14

получаем аол I xi I , на выходе сумматора 16 - g (x2/xi + aafi I xi I), .асwe get aol I xi I, at the output of the adder 16 - g (x2 / xi + aafi I xi I), .as

выхода множител  15 снимаетс  величина потребного финитного ускорени  иф(1) the output of the multiplier 15 is removed the value of the required finite acceleration if (1)

TJ ( xi 14-«йЯ I xi I )sign ( v - UTp ).TJ (xi 14 - “I am I xi I) sign (v - UTp).

Нуль-индикатор 20 контролирует I v - UTp I на малость, источник 19 посто нного напр жени  формирует значение bi с таким расчетом, чтобы с выхода делител  18 снималась величина потребного управлени  иф(1) иф(г)/.Ь1.Zero-indicator 20 controls I v - UTp I for smallness, constant voltage source 19 forms bi value so that from the output of divider 18 the value of the required control IF (1) IF (g) /.

Устройство работает так же, как и прототип (начинаетс  работа по сигналу Пуск от блока 11) за тем лишь исключением, что после пересечени  изображающей точкой линии переключени  G2(-) 0, когда блок 9 вырабатывает на выходе нулевой сигнал, в работу включаетс  цепочка блоков 12-21, формирующих требуемое финитное управление , измен ющеес  по линейному закону. Формируемое управление поступает на второй информационный вход блока 3 и через ключ 23 поступает на вход исполнительного органа 25 привода. Работа устройства завершаетс  по запрещающему сигналу с нуль-индикатора 20 при выполнении услови  le -Uipl fiu . гдееи -некоторый малый параметр.The device works in the same way as the prototype (the work starts on the Start signal from block 11) with the only exception that after crossing the switching point G2 (-) 0 with the dot, when block 9 generates a zero signal at the output, the block chain 12-21, forming the required finite control, varying linearly. The generated control is fed to the second information input of the unit 3 and through the key 23 is fed to the input of the actuator 25. The operation of the device is terminated by the inhibit signal from the null indicator 20 when the condition le -Uipl fiu is met. where is some small parameter.

Предложенное устройство по сравнению с прототипом обладает существенно большей грубостью по отношению к действующим в процессе управлени  координат- но-параметрическим возмущени м, обусловленной использованием терминального закона управлени  на завершающем участке процесса нагружени .The proposed device in comparison with the prototype has significantly greater roughness with respect to the coordinate-parametric disturbances in the process of control, due to the use of the terminal control law in the final part of the loading process.

Это позвол ет, с одной стороны, на завершающем этапе управлени  исключить скольз щие режимы, которые сопровождаютс  большим числом переключений управлени  и в значительной степени могут  витьс  причиной возбуждени  колебаний упругого элемента на частотах, кратных частоте переключений, т.е. причиной возникновени  резонансных и околорезонансных  влений. По вление вибраций в конструкции  вл етс  причиной ухудшени  качества целевого применени  объекта управлени . Устройство позвол ет обеспечить гарантированное качество нагружени  с коэффициентом динамичности Ко не хуже 1,2 (линейное нагружение обеспечивает ухудшение качества по высокочастотным составл ющим не более чем на 20% по сравнению с оптимальным нагружением). Прототип, обеспечива  нагружение по низкочастотной гармонике с Ко, близким к единице , по высокочастотным составл ющим не всегда может обеспечить даже KD 2. В этой св зи общий коэффициент динамичности в целом р де экспериментов превосходит даже 1,8-2,5, что требует дополнительных временных или энергетических затрат на обеспечение заданного качества управлени  движением упругого объекта.This allows, on the one hand, at the final stage of control, to eliminate sliding modes, which are accompanied by a large number of control switchings and can largely be the cause of the oscillation of the elastic element at frequencies that are multiple to the switching frequency, i.e. the cause of resonance and near-resonance effects. The occurrence of vibrations in the structure causes the quality of the target application of the control object to deteriorate. The device allows to provide guaranteed quality of loading with a coefficient of dynamicity Co not less than 1.2 (linear loading provides a deterioration in the quality of high-frequency components by no more than 20% compared with the optimal loading). A prototype, providing loading on a low-frequency harmonic with close to unity, on high-frequency components, can not always provide even KD 2. In this connection, the overall dynamic coefficient in a whole number of experiments exceeds even 1.8-2.5, which requires additional time or energy costs to ensure a given quality control of the movement of an elastic object.

С другой стороны, данное устройство обладает более высокими точностными свойствами (снижение быстродействи , которое не превышает 5-10% от оптимальной длительности нагружени ).On the other hand, this device has higher accuracy properties (reduction in speed, which does not exceed 5-10% of the optimal loading duration).

Claims (2)

Формула изобретени  1. Устройство дл  оптимального управлени  работой инерционного объекта с присоединенным упругим элементом по авт. св. Мг 1381445, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и устойчивости, устройство дополнительно снабжено источником посто нного напр жени , нуль-индикатором , формирователем модул , квадратором , первым и вторым делителем и сумматором, первым и вторым множител - ми, вторым ключом, причем вход формировател  модул  св зан с выходом датчика отклонений, а выход - с первыми входами первого умножител  и первого делител , вход квадратора соединен с выходом дифференциатора . а выход квадратора подключен к второму входу первого делител , выход которого св зан с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого множител , второй входClaim 1. Device for optimal control of the inertial object with attached elastic element according to ed. St. Mg 1381445, characterized in that, in order to increase accuracy and stability, the device is additionally equipped with a constant voltage source, a null indicator, a module driver, a quad, a first and second divider and a sum, a first and second multiplier, a second key, the input of the modulator module is connected with the output of the deviation sensor, and the output is connected with the first inputs of the first multiplier and the first divider, the input of the quad is connected to the output of the differentiator. and the output of the quadrant is connected to the second input of the first divider, the output of which is connected to the first input of the adder, the second input of which is connected to the output of the first multiplier, the second input первого множител  подключен к четвертому выходу блока преобразовани  координат, с первым выходом которого св зан первый вход второго множител , второй вход которого подключен к выходу сумматора, выходthe first multiplier is connected to the fourth output of the coordinate conversion unit, the first output of which is associated with the first input of the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the adder, output второго множител  соединен с информационным входом второго ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом нуль-индикатора , вход нуль-индикатора подключен к третьему выходу блока преобразовани the second multiplier is connected to the information input of the second key, the control input of which is connected to the output of the null indicator, the input of the null indicator is connected to the third output of the conversion unit координат, выход второго ключа св зан с первым входом второго делител , второй вход которого соединен с выходом источника посто нного напр жени , а выход - с вторым информационным входом блока управлени  приводом,.первый управл ющий .вход которого соединен с выходом блока запуска, а второй управл ющий вход - с выходом блока выбора управл ющего параметра .coordinates, the output of the second key is connected to the first input of the second divider, the second input of which is connected to the output of a constant voltage source, and the output to the second information input of the drive control unit, the first control input of which is connected to the output of the trigger unit, and the second control input is with the output of the control parameter selection block. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее- с   тем, что блок управлени  приводом состоит из интегратора, первого и второго ключей и исполнительного органа, причем первый информационный вход блока управлени  приводом соединен с информационным входом интегратора, выход которого соединен с информационным входом первого ключа, второй информационный вход блока управлени  соединен с информационным входом второго ключа, первый управл ющий вход блока управлени  приводом - с управл ющим входом интегратора , второй управл ющий вход блока управлени  приводом - с управл ющими2. The device of claim 1, wherein the drive control unit consists of an integrator, a first and second keys and an executive body, the first information input of the drive control unit connected to the information integrator input, the output of which is connected to the information input of the first key, the second information input of the control unit is connected to the information input of the second key, the first control input of the drive control unit is connected to the integrator's control input, the second control input of the control unit drive - with the control входами первого и второго ключей, вход исполнительного органа подключен к выходам первого и второго ключей, выход исполнительного органа - к выходу блока управлени  приводом.the inputs of the first and second keys, the input of the executive body is connected to the outputs of the first and second keys, the output of the executive body is connected to the output of the drive control unit. & V& V
SU894695175A 1989-06-02 1989-06-02 Device for optimal control of inertial objects with attached elastic members SU1659981A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894695175A SU1659981A2 (en) 1989-06-02 1989-06-02 Device for optimal control of inertial objects with attached elastic members

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894695175A SU1659981A2 (en) 1989-06-02 1989-06-02 Device for optimal control of inertial objects with attached elastic members

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1381445A Addition SU362034A1 (en) 1969-12-01 1969-12-01 ALL-UNION -li

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1659981A2 true SU1659981A2 (en) 1991-06-30

Family

ID=21449412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894695175A SU1659981A2 (en) 1989-06-02 1989-06-02 Device for optimal control of inertial objects with attached elastic members

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1659981A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ns 1381445. кл. G 05 В 13/00, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Naso et al. Precise position control of tubular linear motors with neural networks and composite learning
Singhose et al. Comparison of command shaping methods for reducing residual vibration
Singhose Command generation for flexible systems
O'Connor Wave-based analysis and control of lump-modeled flexible robots
Stepanyan et al. MRAC revisited: guaranteed performance with reference model modification
SU1659981A2 (en) Device for optimal control of inertial objects with attached elastic members
JP2011234603A (en) Control circuit of oscillation-type actuator
Leyva-Ramos et al. Analog circuits to implement repetitive controllers for tracking and disturbance rejection of periodic signals
Hung Application of Posicast principles in feedback control
Di Bernardo et al. Sliding orbits and their bifurcations in relay feedback systems
Zaupa et al. Results on hybrid control of self-oscillating resonant converters
Xu et al. Time-optimal motion control of piezoelectric actuator: STM application
Chatlatanagulchai et al. Improving closed-loop signal shaping of flexible systems with Smith predictor and quantitative feedback
Mandra et al. Robust Design of a Fractional-Delay Repetitive Controller for Uncertain Feedback Control Systems and Its Validation on a Magnetic Bearing Test Rig
RU2241251C1 (en) Device for damping oscillations of resilient element of variable rigidity
RU2144692C1 (en) Method and device for controlling moving object
JP3355101B2 (en) Control device
SU1134927A1 (en) Device for active damping of rotating object structure component elastic vibrationns
Dhanda et al. Vibration control via pre-loading
Kopchak et al. Synthesis of two-mass electromechanical systems with cascade connection of fractional-order controllers
RU2103714C1 (en) Method for automatic control of dynamic object
JPH05111295A (en) Closed loop controller employing step motor
JP2000339004A (en) Control device for control system having sliding resistance
Parlangeli et al. Variable structure control of systems with sandwiched backlash
SU987597A1 (en) Device for regulating vibrating platfrom vibration