SU448432A1 - Самонастраивающа с система регулировани - Google Patents

Description

(54) САМОНАСТРАИВАЮПДАЯСЯ СИСТЕМА РЕГУЛИГО ОТЩ

1

Изобретение относитс  к области самонастраиваюпхихс  систем регулировани .

Известна самонастраивающа с  система регулировани , содержаща  в основном контуре последовательно соединенные первый сумматор , множительное устройство на два входа и объект регулировани , выход которого соединен с одним из входов первого сумматора, первый интегратор, выход которого соединен с вторым входом множительного устройства, последовательно соединённые второй интегратор и управл емый по частоте генератор гармонических сигналов, с одного выхода которого снимаетс  сигнал синусоидальной формы, а с другого - косинусоидальной формы, причем первый выход соединен с одним из входов первого синхронного детектора и с другим входом первого сумматора, а второй выход - с одним из входов второго синхронного детектора .

Однако пз-за сложности конструкции снижаетс  надежность такой самонастраивающейс  системы регулировани . Кроме того, использование дл  подавлени  гармоник двойной частоты и выделени  средней составл ющей синхронных детекторов сглаживающих фильтров понижает быстродействие системы.

Цель изобретени  - повыщение надежности и быстродействи  самонастраивающейс  системы регулировани .

Это достигаетс  тем, что в системе установлены второй и третий сумматоры, четыре усилител , последовательно соединенные аттенюатор , четвертый сумматор на два входа и нелинейный элемент, выход которого соединен с входами первого и второго синхронных детекторов , выход первого сумматора соединен с аттенюатором. Выход объекта управлени  соединен с вторым входом четвертого сумматора , выход второго сумматора - с первым интегратором, выход третьего сумматора - с вторым интегратором. Выход первого синхронго детектора через первый и третий усилители св зан соответственно с одним из двух входов второго сумматора и с одним из двух входов третьего сумматора, а второй синхронный детектор через второй и четвертый усилители соединен соответственно с вторым входом второго и с вторым входом третьего сумматоров. На чертеже показана блок-схема предлагаемой системы.

Самонастраивающа с  система регулировани  содержит основной контур 1 управлени , канал 2 подстройки амплитуды и канал 3 подстройки частоты. Основной контур управлени  состоит из последовательно соединенных первого сумматора 4, множительного устройства 5 на два входа и объекта 6 управлени , выход которого св зан с одним из двух входов сумматора 4.

Выход сумматора 4, св занный с одним из двух входов множительного устройства 5, подключен через аттенюатор 7 к одному из двух входов четвертого сумматора 8, другой вход которого св зан с выходом объекта управлени , а выход - с входом нелинейного элемента 9.

Выход нелинейного элемента подключен к одному из входов сихронного детектора 10 канал подстройки амплитуды, а выход синхронного детектора через усилитель 11 - к одному из двух входов второго сумматора 12 и к входу усилител  13.

Выход сумматора 12 св зан с входом интегратора 14, выход которого подключен к второму входу множительного устройства 5. Синхронный детектор 15 канала 3 подстройки частоты одним из своих входов подключен к выходу нелинейного элемента 9, а выходом через усилитель 16 - к второму входу сумматора 12 и одновременно через усилитель 17 к одному из двух входов третьего сумматора 18, второй вход которого св зан с выходом усилител  13.

Выход сумматора 18 св зан с входом интегратора 19, выход которого подключен к входу управл емого по частоте генератора 20 гармонических колебаний, с одного выхода которого снимаетс  сигнал синусоидальной формы, а с другого - косинусоидальной формы. При этом первый выход генератора 20 св зан с вторым входом первого сумматора 4 и одновременно с другим входом синхронного детектора 10, а второй выход генератора 20 подключен к другому входу синхронного детектора 15.

Самонастраивающа с  система регулировани  работает следующим образом.

Сигнал asm(i)t с выхода управл емого по частоте генератора 20 гармонических колебаний поступает на вход основного контура 1 управлени  и на один из входов синхронного детектора 10 канала 2 подстройки амплитуды, сигнал acosco генератора 20 поступает на один из входов синхронного детектора 15 канала 3 подстройки частоты.

Сигнал ощибки г основного контура управлени  с выхода сумматора 4 подаетс  через аттенюатор 7 с коэффициентом на один из двух входов сумматора 8, на второй вход которого подаетс  сигнал JBHX с основного контура управлени . Сигнал /(t) с выхода сумматора 8 через нелинейный элемент 9 подаетс  на вторые входы синхронных детекторов 10 и 15.

Выходной сигнал синхронного детектора 10 усиливаетс  в /Ci и в /Сз раз соответственно на усилител х 11 и 13 и подаетс  на один из двух входов сумматоров 12 и 18. Выходной сигнал с детектора 15 усиливаетс  в /Сз и в /(4 раз на усилител х 16 и 17 соответственно и подаетс  на вторые входы сумматоров 12 и 18.

Сигнал с выхода сумматора 12 интегрируетс  интегратором 14 и перенастраивает коэффициент усилени  д множительного устройства 5. Сигнал с выхода сумматора 18 интегрируетс 

интегратором 19 и перенастраивает частоту ш управл емого по частоте генератора 20 гармонических сигналов. Алгоритм работы самонастраивающейс 

системы получаетс  из следующих соображений . Контур самонастройки системы поддерживает посто нный запас устойчивости по амплитуде основного контура, т. е. стабилизирует амплитудно-частотную характеристику

разомкнутого основного контура на граничной частоте

(уЧр)|.йзадан.(1)

Сигнал A(t) K,e(t)+XBj,i:s.(i) с выхода сумматора 8 с учетом очевидных соотношений

е(0 а|Ц7,(Уи)|81пИ + ср)1

АЗЫХ (О « I (У«) 11 W (/«)) I sin (u)+ ср), 1

где W(J(a) q-Wo{Jw) - частотна  характеристика разомкнутого основного контура;

Wo(/u)) -частотна  характеристика объекта 6 управлени ;

I

WK (У«)

1 + 1Г(

9 argr (уЪ); ср argir. (ym); 6 arg U7e (/«) + arg W (y-cu) + в, (3) можно представить в виде Д (О а 1 (уш) I U sin (u) -f ср) -f I/ cos ( )

(4)

где : :/ir+|r(yaj)lcOse

(5)

(y«,)|sine

Из выражени  (4) следует, что сигнал A(i)0 при U Q и одновременно, что выполнимо при

argWJ(yco) e

(6) |1Г(Уш)|.АГ

Установив коэффициент аттенюатора 7 - /1задан и учитыва  выражение (1), заключаем , что условие А()0 может быть выполнено , если

Ш-«ЗГР и |и(Усо)| /гзаданИз рассмотренного следует, что функционирование контура самонастройки системы регулировани  сводитс  к обнулению сигнала А() с выхода сумматора 8 с помощью автоматического подбора частоты гармонических сигналов управл емого по частоте генератора 20 до значени  (о Шгр и подстройки на этой

частоте коэффициента усилени  q множительного устройства 5 до выполнени  равенства

|Г(уЧр)| 7-|И7„(уЧр)1-/гзада„.

Рассмотрим функцию

ф f/ + V.(7)

Эта функци  определенно-положительна  i

тождественно равна нулю лишь при выполнеПИИ услови  Л(г)0. Чтобы функци  Ф обнул лась , нужно, чтобы - О. Дифференциру  выражение (7) по времени i, получаем , 1 dtatdt, dllF(ya)l -1 + rf|iy(| dU d dt dQ dt dVd 1 Г(уо)| dV ив ,y. + ) d -(/«) I Полага  - /- sign Д (f) cos (tuif + cp) с учетом выражений (4) и (5) имеем )Т Из выражени  (10) следует, что при , если А(/), и dt - Е О, если Д (О Е 0. uf При квазистационарном рассмотрен цессов в общем случае ((,(л) и в  в функци ми вида ((/м) (9, 0 6(9,со). Следовательно d I W (УС.)) I д I 1У ( I rfg qd dt а 11Г(уш) I ufo) йшdt дд dq . дО d dt dq dtдш dt Ввод  в выражение (9) значени  (j,s,) dO dtdt согласно выражению (11), раскрыва  dUdU dVdV (ja} dQ (j) are в соответствии с (5) и реша  систему dq d носительпо -- и получаем алгори dt dt стройки частоты и алгоритм подстройк фициента усилени  множительного уст 5, реализаци  которых обеспечивает ние сигнала А(/) сумматора 8 Sign А (О АГ, sin (ut + да) - г -/r,COS((B/+cp) -signA() /Гз81пК+) + cos (ш/+ ср)1 д (У) Коэффициенты /Ci-K.z  вл ютс  коэффициентами усилени  усилителей 11-17 соответственно . (|т + ф) и соз() можно заменить на sinco и cosco, так как в малом ( при 9 «7. и I W7 (/со„р) I h, ср arg W,. (уЪгр) 3 - arg 1 + IW (уЧр) | cos0+ + y|l(y4p)Isine 0.(14) Предмет изобретени  Самонастраивающа с  система регулировани , содержаща  в основном контуре управлени  последовательно соединенные первый сумматор, множительное устройство и объект регулировани , выход которого соединен с одним из входов первого сумматора, первый интегратор, выход которого соединен с одним из входов множительного устройства, последовательно соединенные второй интегратор и генератор , синусоидный выход которого соединен с одним из входов первого синхронного детектора, косинусный выход которого соединен с одним из входов второго синхронного детектора и с другим входом первого сумматора , отличающа с  тем, что, с целью увеличени  надежности и быстродействи  системы регулировани , в ней установлены второй и третий сумматоры, четыре усилител , последовательно соединенные аттенюатор, четвертый сумматор и нелинейный элемент, выход которого соединен с входами первого и второго синхронных детекторов, выход первого сумматора соединен с аттенюатором, выход объекта регулировани  соединен с другим входом четвертого сумматора, выход второго сумматора соединен с первым интегратором, выход третьего сумматора соединен с вторым интегратором , выход первого синхронного детектора через первый и третий усилители соединен соответственно с вторым и третьим сумматорами , а второй синхронный детектор через второй и четвертый усилители соединен соответственно с вторым и третьим сумматорами.