SU1675845A1 - Адаптивный регул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано в системах управлени  динамическими обьектами. Цель изобретени  - повышение долговечности. Адаптивный регул тор содержит последовательно соединенные масштабирующий блок 1. первый блок 2 определени  модул , блок 5 умножени , последовательно соединенные блок 3 вычислени  второй производной , детектор 4 знака и последовательно соединенные дифференциатор 6, второй блок 7 определени  модул , управл емый ключ 8 с задержкой отключени . Выход ключа  вл етс  сигналом управлени . Управление , формируемое адаптивным регул тором , подаетс  на объект редко, по мере необходимости. 3 ил.

Description

(Л

С

u(f)

О

Я

00

4Ь

с 

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано в системах управлени  динамическими объектами.

Динамика системы управлени  (СУ) описываетс  уравнением

2П a,E(0(t) -KU(t)-|(t),(1)

0

где Е - выходной параметр объекта;

U - сигнал управлени ;

Ј- помеха, действующа  на объект.

Цель изобретени  - повышение долговечности .

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого адаптивного регул тора с раздельным формированием амплитуды и фазы управлени , реализующего подачу управлени  на объект; на фиг. 2 - конструктивное выполнение блока вычислени  второй производной; на фиг. 3 - реализаци  сигнала управлени , формируемого предлагаемым адаптивным регул тором, во временной области .

На чертежах прин ты обозначени : Ј (т.) - сигнал ошибки, равный разности между выходной переменной объекта регулировани  в момент времени t и заданием на

i

выходную переменную; Ј (t)-перва  про/1

извод на  от Ј (t) ; Ј (t) втора  производна  от e(t); V(t) - управл ющее воздействие.

Адаптивный регул тор содержит последовательно соединенные масштабирующие блок 1 и первый блок 2 определени  модул , последовательно соединенные блок 3 вычислени  второй производной и детектор 4 знака, блок 5 умножени , последовательно соединенные дифференциатор б и второй блок 7 определени  модул , а также управл емый ключ 8 с задержкой отключени , при этом на входы масштабируемого блока 1, блока 3 вычислени  второй производной, дифференциатора 6 поступает сигнал е (t), выходы первого блока 2 определени  модул  и детектора 4 знака соединены с соответствующими входами блока 5 умножени , выход которого соединен с первым входом ключа 8, второй (управл ющий) вход которого соединен с выходом второго блока 7 определени  модул , а выход управл емого ключа 8 с задержкой отключени   вл етс  выходом адаптивного регул тора.

БлокЗ вычислени  второй производной содержит последовательно соединенные дифференциаторы 6, 9 и 10.

Адаптивный регул тор работает следующим образом.

Сигнал ошибки регулировани  Ј (t) поступает в канал формировани  амплитудной части управлени . При этом Ј(t) подаетс  на вход масштабирующего блока 1, где умно- жаетс  на посто нный коэффициент К. С выхода блока 1 сигнал поступает на вход первого блока 2 определени  модул , в результате чего на выходе блока 2 формируетс  амплитудна  компонента сигнала 0 управлени  К I Ј(t) I.

Кроме того, сигнал ошибки поступает в канал формировани  знаковой компоненты сигнала управлени . По сигналу ошибки дифференциатор 9 формирует сигнал

С

Ј (t), который поступает на вход дифференциатора 10. На выходе элемента 10 блока 3 вычислени  второй производной

получаем сигнал Ј (t ). Сигнал с выхода 0 блока 3 поступает на вход детектора 4 знака , в результате на его выходе формируетс  знакова  компонента сигнала управле/ Г

ни  sign Ј (t ).

Сигналы с выходов блоков 2 и 4 посту- 5 пают на входы блока 5 умножени , на выходе которого формируетс  непрерывный

сигнал управлени  К I Ј (t) tslgn Ј (t).

Сигнал К I Ј (t) Isign Ј (t) подаетс  на 0 первый вход управл емого ключа 8, выход которого  вл етс  сигналом управлени , поступающим на объект.

Одновременно сигнал ошибки Ј (t) поступает в канал формировани  закона уп- 5 равлени  ключом 8. При этом e(t) подаетс  на вход дифференциатора б, на выходе которого получают знакопеременный сигнал

e (t).

п Далее Ј (t) поступает на вход второго блока 7 определени  модул , где преобразуетс  в знакопосто нный сигнал I Ј (t) I, который  вл етс  управл ющим сигналом

дл  ключа 8. Таким образом, сигнал I Ј (t ) I 5 подаетс  на управл ющий вход ключа 8.

При этом, если I Ј (t) II 0, то ключ 8 замкнут на врем  задержки отключени  const и на выходе ключа 8 формируетс  биг- Q нал управлени .

Если I Ј (t ) I 0, то ключ 8 разомкнут и на его выходе отсутствует сигнал управлени .

Сигнал управлени  на выходе управл - 5 емого ключа 8 с задержкой отключени , поступающий на вход объекта управлени , можно записать в виде

V Kle(t)(e (t)) (t), (2)

где д ( Е (t ) ) - последовательность дельта- функций Дирака;

К - посто нный коэффициент усилени  регул тора.

Сигнал управлени , формируемый предлагаемым адаптивным регул тором, в

общем случае описываетс  уравнением

(V3)IV2lslgnVi,(3)

где Vi, Va, Vs - сигналы, формируемые линейными динамическими звень ми с передаточными функци ми WL Л/2, Л/з соответственно

,

5(V3)6( V3)I V3 ,(4)

где 6 ( Va ) - дельта-функции Дирака.

Функци  5(Vs) представл ет собой последовательность д -функций. Причем площадь каждого импульса, вход щего в б, равна

ttc+O

/ 6(V3)dt 1, VsM-O (5)

tK -0

независимо от функции Уз. Таким образом.

5(/з)- это последовательность нормированных импульсов единичной площади, где tK - точки, в которых Va (tK) 0. Исход  из (3)-(5), управление (2) отлично от нул  в моменты времени, когда Ј (т ) 0. В эти моменты времени на вход объекта управлени  или на вход исполнительного механизма (ИМ) подаетс  импульс сигнала управлени , площадь S которого равна

zs KiЈ(t)i. it (6)

Знак управлени  определ етс  sign Ј (t ).

Реально длительность импульса, подаваемого на объект, равна некоторой величине А,Если Л const, то предполага , что за врем  Л величина I Ј (t) I « const, можно определить амплитуду А импульса из соотношени 

А A S, S Kle(t)l.(7)

Иногда удобно положить А const, при

этом А- величина переменна . Управление

(2) характеризуетс  тем, что оно становитс 

отличным от нул  в момент времени, когда

Ј (t) 0, и остаетс  отличным от нул  в течение времени- А, определ емого из услови  (7).

Таким образом, моменты подачи на объект управлени , формируемые предлагаемым адаптивным регул тором, заранее неизвестны и определ ютс  в процессе функцибнировани  системы.

На фиг, 3 приведены переходные процессы в системе, описываемой уравнением (1). При этом

,,(8)

+ U,(9)

гг/

U (Ј )lEl signЈ .(10)

Ј(t) 1(t).(11)

Равенство (8) описывает динамические свойства исполнительного механизма. Уравнение (9) - это уравнение регул тора, содержащего компоненту (10), формируемую предлагаемым адаптивным регул тором; Јi - переходный процесс в системе, когда Ih 0; Ј2 - переходной процесс в системе при включении адаптивного регул тора . В рассматриваемой ситуации за врем 

переходного процесса регул тор формирует управление на объект только один раз.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Адаптивный регул тор, содержащий последовательно соединенные масштабирующий блок, первый блок определени  модул  и последовательно соединенные блок вычислени  второй производной, детектор знака, а также блок умножени , к первому

   входу которого подключен выход первого блока определени  модул , а к второму входу - выход детектора знака, вход масштабирующего блока подключен к входу блока вычислени  второй производной и  вл етс 

   входом регул тора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  долговечности, дополнительно введены управл емый ключ с задержкой отключени  и последовательно соединенные дифференциатор и второй

   блок определени  модул , выход которого подключен к управл ющему входу управл емого ключа с задержкой отключени , к информационному входу которого подключен выход блока умножени , вход дифференциатора подключен к входу масштабирующего блока, а выход управл емого ключа с задержкой отключени   вл етс  выходом регул тора .

   Г

   31

   фиг. 2