SU1711116A1 - Беспоискова экстремальна система управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  экстремального управлени  и моделировани  экстремальных систем. Целью изобретени   вл етс  упрощение системы дл  объекта управлени  с передаточной функцией Wo(p) Ко/(р2Т2 + 2 Ј рТ + 1) и неизменными параметрами Ко и Т без снижени  точности в услови х нестабильности амплитуды генератора гармонических колебаний , Система содержит соединенные в кольцо интегратор 1, генератор 2 гармонических колебаний, преобразователь 3 частоты со и блок 4 сравнени , а также объект 5 управлени  с экстремальной характеристикой 7W0Q to)/, два фиксатора 6 и 7 амплитуд гармонических сигналов, подключенных соответственно к входу и выходу объекта управлени , и функциональный преобразователь 8. Режим удерживани  экстремума определ етс  равенством сигналов Ui, U2 на входах блока сравнени  и нулевом сигнале д на его выходе. В случае изменени  параметра - степени затухани  Ј, который при посто нстве коэффициента передачи Ко объекта по посто нной составл ющей входного сигнала и посто нной времени Т играет роль внешнего возмущени , сигнал 6 становитс  отличным от нул . В результате воздействи  управл ющего сигнала д О измен етс  частота колебаний генератора до состо ни , когда система возвращаетс  К точке экстремума. 2 ил.

Description

Wt.f

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  экстремального управлени  и моделировани  экстремальных систем.

Известен класс экстремальных объектов управлени , у которых максимум амплитудно-частотной характеристики при воздействии внешних возмущений не совпадает с экстремальным объемом, обес- печивающим его максимальную производительность. Дл  удержани  режима максимальной производительности используютс  автоматические самонастраивающиес  беспоисковые системы с искусственно создаваемой разностной функцией управлени .

Известны системы, в которых функцию управлени  формируют с помощью двух полосовых растроенных фильтров путем подстройки параметров одного из них 1.

Однако такие системы могут быть использованы лишь в случа х, когда заранее известно неизменное положение ЭКСТре- Мума. . ; Л- - .-. --. .. / :., .: . .

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемой  вл ютс  системы, в которых функци  управлени  формируетс  с помощью нескольких вычислительных устройств, что позвол ет находить и удерживать априорно неизвестное значение экстремума, дрейф которого определ етс  характеристическим параметром системы - степенью затухани  2J.

Недостатки таких систем-неоправданно сложное их конструктивное выполнение, введение дополнительного стабилизатора амплитуды гармонических колебаний и ограниченное применение дл  отдельных типов объектов управлени .

Целью изобретени   вл етс  упрощени  системы дл  объектов управлений с передаточной функцией Wo(p) Ко/(р Т2 + +21 рТ +1) и неизменными параметрами Ко и Т без снижени  точности в услови х нестабильности амплитуды генератора.

Цель достигаетс  тем, что в беепоиско- вую экстремальную систему управлени , содержащую соединенные в кольцо интегратор, генератор гармонических колебаний , преобразователь частоты о) в напр жение Ui по закону Ui -- Ki о) и блок сравнени , а также объект управлени  с экстремальной характеристикой I WoOft l .дрейфующей по оси частот при изменении его степени затухани  Ј, подключенный к выходу генератора гармонических Колебаний, ввод тс  два фиксатора амплитуд и функциональный преобразователь, причем первый вход функционального преобразовател  через первый фиксатор амплитуд подключен к выходу генератора гармонических колебаний, второй вход функционального преобразовател  через второй фиксатор амплитуд подключен к вц- ходу объекта, а выход функционального преобразовател , на котором формируетс  напр жение

«г

U2 K2 V(B2-Bo2)/B2 .

где В - амплитуда выходного сигнала объекта;

Во-КоА;

А-амплитуда сигнала генератора;

К2 - коэффициент, выбираемый из услови  Кг Ki/T,

соединен с вторым входом блока сравнени .

На фиг.1 изображена функциональна 

схема системы; на фиг,2 - возможные виды экстремальных характеристик объекта управлени .

Беспоискова  экстремальна  система управлени  содержит интегратор 1, генератор 2 гармонических колебаний, преобразователь 3 частоты ш,- блок 4 сравнени , объект 5 управлени , фиксаторы 6 и 7 амплитуд гармонических сигналов соответственно на входе и выходе объекта

управлени , а также функциональный преобразователь 8, При этом фиксаторы амплитуд гармонических сигналов могут строитс , например, на базе амплитудного детектора, шунтируемого оптроном в качестве управл ющего сопротивлени . Функциональный преобразователь строитс  по известным принципам аналоговой техники, например, на базе операционного усилител  с нелий- нейными обратными св з ми, реализующего заданную функцию преобразовани .

Объект управлени  описываетс  передаточной функцией

WotpJ-Mp -b lpT+l), .

где Ко - коэффициент передачи по посто н- ной составл ющей;

Т - посто нна  времени;

Ј - степень затухани .

Если параметры Ко и Т неизменны, то | мен етс  и играет роль внешнего возмуще- ни . Возможный диапазон изменени  Ј определ етс  неравенством

V2/2.

Амплитудно-частотна  характеристика объекта управлени  при этом имеет вид

1 WoOft)Ny V(i-w2T2)2+4$2a 2T2

- . . .

а ее максимум приходитс  на частоту tOm Vl -2|-2 /Т. Максимальна  производительность объекта управлени  и максимальное быстродействие при выходе на экстремум его характеристики достигают при использовании беспоисковой экстремальной системы управлени . В качестве величин , позвол ющих однозначно сформировать разностную управл ющую функцию д, выбираетс  частота входного сигнала и модуль комплексного коэффициента передачи. Нормированна  с помощью замены R (О Т разностна  функци  имеет вид

5н- О-ft I Wo(j)|2-Wo2(0) .

SWo(jQ)l2 :

Она проходит через нуль только: на частоте On - V1 -2 Ј2 при любых значени х параметра .

В реальной экстремальной системе управлени  преобразователь 3 частоты работает по закону 01 - Ki (0 Kt О/Т, где Ui коэффициент пропорциональности. В свою очередь функциональный преобразователь 8 формирует функцию вида

U,,: pBA)2-(Ro/A)2 В/А)2

-Кг у

Uп

/ и

В5

В2-.

где В - амплитуда выходного сигнала объекта 5 управлени ; ... ; Во-КоА;

А- амплитуда входного сигнала объекта управлени ;

«2-коэффициент пропорциональности.

Обращение выходного сигнала блока 4 сравнени  в нуль на частоте (От

5- Ui - U2 - Ki &п/Т - К2 On - О дает условие реализации беспоискового экстремального регулировани 

Kz-Kt/T.

Исходному состо нию устройства соответствует режима удержани  экстремума. При этом выходной сигнал блока 4 сравнени  равен нулю. Выходна  величина интегратора 1 неизменна и генератор 2 вырабатывает гармонические колебани  с частотой (От. Напр жени  Ui и U2 равны.

В рабочем режиме изменени  параметра Ј нарушаетс  равенство напр жений Ui и Uz. Пол рность выходного сигнала д блока 4 сравнени  определ етс  положением рабочей точки на характеристике объекта 5 управлени . Если, например, изменение Ј вызывало смещение абсциссы экстремума на частоту оьз оми (фиг.2), то из-за неизменности частоты ш-оы в начальный момент времени амплитуда В возрастает и выполн ет неравенство дт Ui - Uz 0. Получив эту информацию, интегратор 1 принуждает генератор 2 увеличивать частоту

колебаний до тех пор, пока на частоте СУ - Одп2 сигналы Ui и U2 не сравн ютс . Движение к экстремуму с другой стороны характеристики определ етс  неравенством д 0.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Беспоискова  экстремальна  система управлени , содержаща  соединенные в кольцо интегратор, генератор гармонических колебаний, преобразователь частоты

   о) в напр жение Ui по закону UV- Ki блок сравнени , а также объект управлени  с экстремальной характеристикой WoOfti), дрейфующей по оси частот При изменении его степени затухани  Ј, подключенный к

   выходу- генератора гармонических колебаний , отличающа с  тем, что, с целью упрощени  системы дл  объектов упрощени  с передаточной функцией Wo(p) n Ко/(р2Т2 -+ 2 fpT. + .i) и неизменными параметрами Ко и Т без снижени  точности в услови х нестабильности амплитуды генератора гармонических колебаний, в нее вве- дены дл  фиксатора амплитуд и функциональный преобразователь, причем

   первый вход функционального преобразовател  через первый фиксатор амплитуд подключен к выходу генератора гармонических колебаний, второй вход функционального преобразовател  через второй

   фиксатор амплитуд подключен к выходу объекта управлени , а выход функционального преобразовател , на котором формируетс  напр жение

   U2- К2 V(B2-B02)/B2 - где В - амплитуда выходного сигнала объекта управлени ;

   А-амплитуда сигнала генератора; К2 - коэффициент, выбираемый из усло- ви  K2 Ki/T,

   соединен с вторым входом блока сравне- ни ..

   vM

   о

   Vmi ®тг Фиг.2

   to