SU499553A1 - Устройство дл оптимального управлени колебательными объектами второго пор дка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к приборам и системам автоматического управлени  и регулировани  и предназначено дл  оптимального по быстродействию управлени  колебательными объектами с двум  управл ющими воздействи ми , обладающими чистым временным запаздыванием в контурах управлени .

Известно устройство дл  оптимального управлени  колебательными объектами второго пор дка, содержащее блок моделировани  уравнений объекта в «отрицательном времени , соединенный входами и выходами с соответствующими входами блока синтеза оптимальной кривой переключени , другие входы которого подключены к выходу колебательного объекта второго пор дка, а выходы соединены со входами блока формировани  управл ющего воздействи , выходы которого соединены со входами -колебательного объекта второго пор дка. Однако оно непригодно дл  оптимизации по быстродействию объектов с несколькими ограниченными по модулю управл ющими воздействи ми, а также дл  оптимизации объектов с транспортным запаздыванием в контуре управлени .

Описываемое устройство отличаетс  тем, что оно содержит блок синтеза управлений модели , первый и второй входы которого подключены к выходам объекта, третий вход - к выходу блока синтеза оптимальной кривой

переключени , а выходы соединены со входами блока моделировани  объекта в «отрицательном времени. Это расщир ет функциональные возможности устройства. Кроме того , в устройстве блок синтеза управлений модели содержит две пороговые схемы, шесть логических элементов «И и три триггера, причем выходы пороговых схем подключены к первому и второму входам блока синтеза

управлений модели, соединены с логическими элементами «И, св занными по входам с триггером, счетный вход которого подключен к третьему входу блока синтеза управлений модели, а выходы элементов «И соединены

с установочными и счетными входами двух других триггеров, выходы которых подключены к выходу блока синтеза управлений модели , а в блок синтеза оптимальных кривых переключени  введены координатный преобразователь и распределитель, входы которого соединены с выходами координатного преобразовател  и соответствующими входами и первым выходом блока синтеза оптимальных кривых переключени , а выходы соединены с

запоминающими устройствами, сумматором и другими выходами блока синтеза оптимальных кривых переключени , -входы координатного преобразовател  соединены с соответствующими входами блока синтеза оптимальных кривых переключени . На чертеже приведена блок-схема устройства . Блок моделировани  уравнений объекта в «отрицательном времени I содержит нуль-органы 1, 2 и схему сброса 3. Выходы блока I подключены ко входу блока синтеза оптимальных кривых переключени  II. Блок синтеза управлений модели III, содержащий пороговые схемы 4, б, триггеры 6, 7, 8, и логические элементы «И 9-14, служит дл  образовани  на основе текущих значений фазовых координат объекта требуемых управлений модели (Уь и /гм и соответствующего их изменени  при поступлении сигнала с блока синтеза оптимальных кривых переключени  II. Выход блока синтеза управлений модели III, содержащего триггер 15, подключен к блоку моделировани  уравнений объекта -в «отрицательном времени I и блоку синтеза оптимальных кривых переключени  II. Блок синтеза оптимальных кривых переключени  II содержит п запоминающих устройств 16, обеспечивающих последовательное построение   витков линий переключений, сумматор 17 и нуль-орган 18, фиксирующий совпадение соответствующих координат объекта и оптимальной кривой переключени . С целью построени  линий переключени  дл  двух управл ющих воздействий блок синтеза оптимальных кривых переключени  содержит распределитель 19, состо щий из логических, и ключевых схем, который по текущим значени м управлений t/iM и t/2M производит соответствующие коммутации, обеспечива  поступлени  требуемых переменных блока I и объекта регулировани  в блок синтеза оптимальных кривых переключени  II, и блок 20 формировани  управлений объекта. Дл  построени  оптимальных кривых переключени  дл  указанного объекта при наличии чистого временного запаздывани  в контуре управлени  данный блок содержит координатный преобразователь 21, состо щий из суммирующих и масштабных звеньев, выполненных на линейных решающих элементах и служащий дл  приведени  переменных объекта к требуемой координатной системе, в которой стро тс  оптимальные кривые переключени  дл  двух управл ющих воздействий. Выход блока синтеза оптимальных кривых цереключени  II подключен входом к блоку 20 формировани  управлений объекта. Блок формировани  управлений объекта, сопоставл   преобразованные фазовые координаты объекта и соответствующие координаты синтезированных линий переключени , формирует оптимальные управл ющие воздействи , подаваемые на объект. Схема сброса 3 устанавливает нулевые начальные услови  в убыстренной модели объекта 22 и переводит распределитель 19 в исходное состо ние, при котором один из выходов убыстренной модели 22 цодключен к запоминающему устройству 16i, друга  переменна  убыстренной модели 22 и соответствующа  координата объекта с координатного преобразовател  21 поступает на вход сумматора 17. Состо ние блока синтеза управлений модели III, обусловленное сигналом «Исх. полож., таково, что на выходе «а триггера 7 имеет место «1, а на выходе «б - «О. При этом триггеры 6, 8, образующие L/IM и /Угм, через элементы 9, 10, 12, 13 устанавливаютс  в соответствующее состо ние, согласно знаку координат XioG. и Х2оа., которые определ ютс  пороговыдми схемами 4 и 5. Тем самым устанавливаетс  св зь между текущим состо иием объекта и управлени ми t/u, и UZM, а значит воспроизводимой с помощью убыстренной модели 22 кривой переключени . При достижении переменной модели х в координатной системе {л:|значени , равного нулю, нуль-орган 2 посредством схемы сброса 3 возвращает мод ель в исходное положение и переводит распределитель 19 в состо ние, при котором координата х подаетс  в запоминающее устройство 1б2, а в запоминающем устройстве 16i запоминаетс  значение координаты х, отвечающее концу интервала решени , и посто нно подаетс  в еу.мматор 17. Подобно предьщущему случаю при равенстве координаты х1 нулю модель сбрасываетс  в нулевое состо ние, а распределитель 19 отключает запоминающее устройство IGj и подключает к выходу модели 22 запоминающего устройства 16з. В запоминающем устройстве 1б2 запоминаетс  значение координаты х, отвечающее концу интервала решени , которое суммируетс  в сумматоре 17 с сигналом запоминаюшего устройства 16i. В противофазе с сигналом с устройств /6i-n на вход сумматора с координатного преобразовател  21 поступает в данном случае переменна  Xjgg,объекта управлени , приведенна  к той же координатной системе A:JJC,что и координата х В момент совпадени  координат сигнал на выходе сумматора 17 становитс  равен нулю, и нуль-орган 18 вырабатывает импульс, поступающий в блок синтеза управтений модели III и блок 20 формировани  управлений. Последний при этом определ ет знак разности между преобразованной координатой . объекта, поступаюпдей через распределитель 19 от координатного преобразовател  21, и координатой оптимальной кривой переключени , равной х и подаваемой с распределител  19, устанавлива  согласно зависимости sign A:j- :JQgJ оптимальное значение управлени  i/io6.Импульс от нуль-органа 18 в блоке синтеза управлений модели 1П, попада  ца счетный вход «8 триггера 7, переводит его в иное состо ние , в результате чего «1 по вл етс  на выходе «б, а «О - на выходе «а. В этом случае логические элементы 9, 10, 12, 13 оказываютс  отключенными, чем исключаетс 

управление триггерами 6, 8 по установочным входам согласно знаку фазовых координат объекта Хюе. и ,. Логические элементы «И 11, 14, на входы которых с триггера 7 поступает в данном Случае «1, возбуждают один из счетных входов триггеров 6, 8 в соответствии с состо нием элемента 11. Последний, сопоставл   сигналы пороговых схем 4, 5, обусловленные текущим состо нием объекта управлени , имеет на пр мом входе «1, если signxjoa. и signA:2o6. одинаковы, и «О - если различны; тем самым, если фазова  точка системы находитс  в первом и третьем квадрантах плоскости , то измен ет состо ние триггер 8, а если во втором и четвертом- триггер 6. Этим устанавливаетс  определенна  последовательность в построении оптимальных кривых переключени , вызванна  необходимОСтью определени  оптимального значени  дл  следующего управл ющего воздействи .

Распределитель 19 при изменившемс  значении i/iM, передает на сумматор 17 уже переменную xJo6. приведенную к той же координатной системе которой получена леременна  модели к. При равенстве указанных координат срабатывает нуль-орган 18, вызыва  определение sign ; - 2обЛ блоке 20 формировани  управлений объектом, что дает оптимальное значение управлени  .- В то же врем  сигнал с нуль-органа 18, поступа  в модель и распределитель 19, сбрасывает их в начальное состо ние, а в блоке синтеза управлений модели переводит триггер 7 по счетному входу «в в состо ние, при котором «1 вновь по вл етс  на выходе «а. Тем самым значение управлений Lu, и f/2M вновь определ етс  знаком координат Хюб. и X2o6..

Claims (3)

1. Устройство дл  оптимального управлени  колебательными объектами второго пор дка, содержащее блок моделировани  управлений объекта в «отрицательном времени, соединенный входами и выходами с -соответствующими входами блока синтеза оптимальной кривой переключени , другие входы которого подключены к выходу колебательного объекта второго пор дка, а выходы соединены со входами блока формировани  управл ющего воздействи , выходы которого соединены со входами колебательного объекта второго пор дка, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства , оно содержит блок синтеза управлений модели, первый и второй входы которого подключены к выходам объекта, третий вход - к выходу блока синтеза оптимальной кривой переключени , а выходы соединены со входами блока моделирований объекта в «отрицательном времени.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок синтеза управлений модели содержит две пороговые схемы, шесть логических элементов «И и три триггера, причем выходы пороговых схем подключены к первому и второму входу блока синтеза управлений модели, соединены с логическими элементами «И, св занными по входам с триггером , счетный вход которого подключен к третьему входу блока синтеза управлений модели , а выходы элементов «И Соединены с установочными и счетньши входами двух других триггеров, выходы которых подключены к выходу блока синтеза управлений модели.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в блок синтеза оптимальных кривых переключени  введены координатный преобразователь и распределитель, входы которого соединены с выходами координатного преобразовател  и соответствующими входами и первым выходом блока синтеза оптимальных кривых переключени , а выходы соединены с запоминающими устройствами, сумматором и другими выходами блока синтеза оптимальных кривых переключени , входы координатного преобразовател  соединены с соответствующими входами блока синтеза оптимальных кривых переключени .