SU447683A1 - Устройство дл оптимального по быстродействию управлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматики и может быть использовано дл  обеспечени  оптимального по быстродействию режима управлени  (т. е. минимального времени управлени  при ограниченной располагаемой скорости сервомотора) объектом, передаточна  функци  которого имеет вид

об(/) ,

р Г

где: /Соб - коэффициент усилени  объекта, Т - посто нна  времени объекта.

Скорость сервомотора посто нна, и динамика сервомотора определ етс  уравнением интегрирующего звена.

Известные устройства дл  автоматического управлени  содержат соединенные последовательно сумматор, релейный усилитель, сервомотор и измеритель выходной величины сервомотора , а также измеритель и задатчик регулируемой .величины, выходы которых присоедипены ко входам элемента сравнени , выход которого св зан с первым входом сумматора и через последовательно соединенные дифференциатор и выпр митель - с первым входом первого блока умножени , второй вход которого подключен к измерителю выходной величины сервомотора, а выход - ко второму блоку умножени , соединенному с нелинейным преобразователем, и выход которого св зан со вторым входом сумматора.

Предлагаемое устройство отличаетс  тем, что оно дополнительно содержит второй выпр митель , вход которого соединен с выходом измерител  выходной величины сервомотора, а выход подключен ко входу нелинейного преобразовател . Это позвол ет обеспечить минимальное врем  регулировани  инерционным объектом первого пор дка при вариаци х его коэффициента усилени .

На чертеже приведена функциональна  схема устройства. Оно содержит сумматор 1, релейный усилитель 2, сервомотор 3, элемент 4 сравнени , задатчик 5 выходной величины, измеритель 6 выходной величины объекта, дифференциатор 7, выпр митель 8, блок 9 умножени , измеритель 10 выходной величины сервомотора , выпр митель 11, нелинейный преобразователь 12, блок 13 умножени  и инерционный объект 14 первого пор дка.

При подаче управл ющего воздействи  дгзад, задатчик 5 выдает на элемент 4 сравнени 

электрический сигнал, пропорциональный задающему воздействию. Этот сигнал сравниваетс  с сигналом, идущим с измерител  6. С выхода измерител  сравнени  сигнал ошибки идет на один из входов сумматора 1 и на дифференциатор 7. После дифференцировани , выделени  модул  сигнала в выпр мителе 8 и перемножени  с сигналом, идущим с измерител  10, в блоке 9 умножени  сигнал, пропорЙ-1б1

подаетс  на один из

циональныи

2/С„

входов блока 13 умножени . На второй вход блока умножени  подводитс  сигнал, проход щий с выхода измерител  10 через выпр митель 11 и нелинейный преобразователь 12 и пропорциональный значению функции

Fil1).После перемножени  сигна КрТ )

лов, пропорциональных

в блоке умножени  13 произведение этих сигналов идет на второй вход сумматора 1, формирующего функцию переключени 

I е I ( 8) +orl- (1)

АГрУ

где /Ср - посто нна  скорость сервомотора, а

в Поскольку в данном случае выходна  величина сервомотора

Т& + f.- Хза

(2) Коб

и уравнение фазовой траектории на первом интервале управлени  определ ютс  известным выражением

в -- - Ге + Д-об/СрГ. sign glnX

xfl + zA-Sign W- aaxgi о- о I 1 --ДИМ(о)

чAofiAp/

а также учитыва , что на первом интервале signg - sign(з//СобЛр) E - signs. (4) выражений из (2), (3) и (4) следует, что

f -K,T(signg)ln(l + signg

АобАр

-/Cpr{signe)//z( ,

T. e.

- (- sign g) In

j

или

+ 1

/СпГ

КобКп

Характеристика нелинейного преобразоватеFii-- определ етс  выражением

Кг,Т

КрТ

(5)

Подставив выражени  дл  «F и «б в выражение алгоритма переключени  (1), получим, 20 что функци  переключени 

- o5/Cpr(signs)te(l,+ 1)

+ rs с точностью до посто нного множител  КобКуТ

совпадает с известной оптимальной (в смысле времени) функцией переключени .

Таким образом, алгоритм (1) обеспечивает оптимальное по быстродействию управление. Причем, так как дл  его реализации не требуетс  априорной информации о значении коэффициента усилени  объекта Коб, оптимальное управление гарантируетс  при любых вариаци х параметра обРелейный усилитель 2, в зависимости от

знака входного сигнала g, включает сервомотор 3, начинающий движение в одну или другую сторону с посто нной скоростью /Ср. Сервомотор перемещает орган управлени , воздействующий на объект. Объект управлени 

измен ет значение своей выходной (регулируемой ) координаты. В момент достижени  регулируемой координатой значени  х Хзад сигнал с элемента сравнени  становитс  равным нулю. Сигнал на входе в релейный усилитель также становитс  нулевым. При этом сервомотор отключаетс  и движение объекта прекращаетс .

Предмет изобретени 

Устройство дл  оптимального по быстродействию управлени , содержащее соединенные последовательно сумматор, релейный усилитель , сервомотор и измеритель выходной величины сервомотора, а также измеритель и задатчик регулируемой величины, выходы которых подсоединены ко входам элемента сравнени , выход которого св зан с первым

входом сумматора и через последовательно соединенные дифференциатор и выпр митель - с первым входом первого блока умножени , второй вход которого подключен к измерителю выходной величины сервомотора, а

выход - ко второму блоку умножени , соедийенному с нелинейным преобразователем, и выход которого св зан со вторым входом сумматора , отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  минимального времени регулировани  инерционным объектом первого пор дка

при вариаци х его коэффициента усилени , оно содержит второй выпр митель, вход которого соединен с выходом измерител  выходной величины сервомотора, а выход подключей ко входу нелинейного преобразовател .