SU526856A1 - System control method with nonlinear correction - Google Patents

System control method with nonlinear correction

Info

Publication number
SU526856A1
SU526856A1 SU2029484A SU2029484A SU526856A1 SU 526856 A1 SU526856 A1 SU 526856A1 SU 2029484 A SU2029484 A SU 2029484A SU 2029484 A SU2029484 A SU 2029484A SU 526856 A1 SU526856 A1 SU 526856A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
correction
difference signal
difference
sign
Prior art date
Application number
SU2029484A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Цалий Иосифович Вайсберг
Валентин Александрович Песков
Николай Петрович Бойко
Нелли Ивановна Якубовская
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8117
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8117 filed Critical Предприятие П/Я В-8117
Priority to SU2029484A priority Critical patent/SU526856A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU526856A1 publication Critical patent/SU526856A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к области автоматики и может найти широкое применение в систе .мах автоматического управлени .The invention relates to the field of automation and can be widely used in automatic control systems.

Известны способы, при которых начальные услови  дл  построени  быстродействующих процессов учитывают путем измерени  скорости и ускорени  выходной координаты. 1J Однако такое формирование корректирующего сигнала с целью уменьшени  колебательных процессов в нелинейной системе не целесообразно , так как измерение скорости в системах с выходной величиной в виде вала осуществл етс  с помощью тахогенераторов и эти измерени  существенно искажаютс  наличием нелинейных характеристик самих измерителей (тахогенератор, редуктор, соедин юпшй тахогенератор с объектом и т. д.).Methods are known in which initial conditions for constructing high-speed processes are taken into account by measuring the velocity and accelerating the output coordinate. 1J However, this formation of a correction signal in order to reduce oscillatory processes in a nonlinear system is not advisable, since the velocity measurement in systems with an output value in the form of a shaft is carried out using tachogenerators and these measurements are significantly distorted by the presence of nonlinear characteristics of the meters themselves (tachogenerator, gearbox, junction a tachogenerator with an object, etc.).

Поэтому наиболее эффективно с целью уменьшени  колебательности в нелинейных системах учитывать начальные услови  по сигналу ощибки системы.Therefore, it is most effective to reduce oscillation in nonlinear systems to take into account the initial conditions for the system error signal.

Известен способ коррекции нелинейной системы автоматического управлени  (САУ), основанный на выделении сигнала разности между сигналом ошибки системы и сглаженным сигналом этой ошибки с последующим формированием коррерстирующего импульса в момент возникновени  сигнала разности ц суммированием корректирующего импульса с сигналом ошибки до момента равенства сигнала , пропорционального скорости из.мененн  сигнала разности, и опорного напр жени . 2 Однако такой способ формировани  корректирующего сигнала недостаточно эффективен в системах высокого пор дка (3-го и выше ). Это объ сн етс  тем, что процессы,- вызванные корректирующим сигналом в этих системах, имеют более сложный характер, чем в системах ниже третьего пор дка, поэтому корректирующий сигнал, сформированный путем сравнени  скорости изменени  сиг){ала разности с опорным сигналом, недостаточно эффективно устран ет нежелательные колебательные процессы.A known method for correcting a nonlinear automatic control system (ACS) is based on extracting the difference signal between the system error signal and the smoothed signal of this error and then generating a corrective pulse at the moment the difference signal η arises by summing the correction pulse with the error signal until the signal proportional to the speed from .change signal difference and reference voltage. 2 However, this method of generating a correction signal is not sufficiently effective in high-order systems (3rd and higher). This is due to the fact that the processes caused by the correction signal in these systems are more complex than in systems below the third order, therefore the correction signal formed by comparing the rate of change of sig) {ala difference with the reference signal is not effective enough eliminates undesirable oscillatory processes.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  устранение указанного недостатка, в результате чего эффективно повышаетс  точность нелинейных САУ и расшир етс  область их применен1 Я.The aim of the invention is to eliminate this drawback, as a result of which the accuracy of non-linear ACS is effectively increased and their range is expanded.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того , что длительность первой части корректирующего импульса определ ют временем изменени  сигнала разности до величины сигнала , который с задержкой, определ емой параметрами системы, формируетс  по закону, обеспечивающему максимальное быстродействие уменьшени  сигнала разности, крутизна этого закона обратно пропорциональна скорости изменени  сигнала разности и знак соответствует знаку сигнала разности, а момент выключени  другой части корректирующего сигнала, противоположной по знаку первой, определ ют временем изменени  скорости сигнала разности до заданного значени , причем знак первой части корректирующего импульса совпадает со знаком сигнала разности. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства , реализующего предложенный способ; на фиг. 2 приведены временные диаграммы работы системы, где: а - диаграмма кривой задающего воздействи , a(t); б - диаграммы кривой динамической ошибки е(0 нелинейной системы и линейной системы сглаженна  ошибка нелинейной системы Ел (01; в - диаграмма кривой сигнала разности между сигналом ошибки системы и сглажо} ным сигналом этой ошибки Ер(/); г - диаграмма кривой сигнала разности ер.скор (О скорректированной системы, где и - сигнал, сформированный по закону, обеспечивающему максимальное быстродействие уменьшени  сигнала разности с крутизной , обратно пропоциональной скорости изменени  сигнала разности е(0; т - задержка , определ ема  параметрами системы; д - корректирующие знакопереключающие импульсы, е - диаграмма кривой сигнала разности sp.cKop(0 скорректированной системы, где f/л - сигнал, сформированный по линейно нарастающему закону (упрощенному закону); ж - диаграмма кривой динамической ошибки скор-(0 нелинейной системы, скорректированной предложенным способом. Система содержит задающий блок 1, корректирующую систему 2, объект 3 унравЛЗни , блок 4 формировани  сигнала разности, дифференцирующее звено 5, нуль-орган 6, функциональный блок 7, блок 8 задержки, блок 9 сравнени , формирователь 10 корректирующих имнульсов. Система работает следующим образом. Пусть, например, объект 3 управлени  должен с высокой точностью отслеживать движение задающего блока 1 по закону а() (фиг. 2, а). Система замкнута по углу и нри слежении имеет динамическую ошибку E(t) (фиг. 2, б). Величина и форма динамической ошибки завис т от вида управл ющего воздействи  и параметров системы. Если система линейна , т. е. отсутствуют люфт, зона нечувствительности и др., то динамическа  ошибка имеет гладкий характер ЕЛ (О (фиг. 2, б) нри гладком управл ющем воздействии. Однако электромеханических линейных систем нрактически не существует , поэтому в нелинейных системах на динамическую ошибку накладываютс  автоколебани , вызванные нелинейност ми системы . Дл  компенсации автоколебаний в нелинейной системе автоматического управлени  сигнал разности ер() (фиг. 2, в) между сигчалом ошибки системы и сглаженным сигнп5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 лом этой ошибки выдел ют блоком 4 фор.мировани  сигнала разности и в момент возникновени  сигнала разности, который фиксируетс  нуль-органом, формирователь 10 корректирующих импульсов подает на вход корректирующей системы 2 знакопереключающий импульс Укорр.(0 (фиг. 2, д), который преи тствует отклонению объекта управлени  3, вызванному колебательным процессом. Дл  определени  длительности первой части корректирующего импульса с помощью дифференцирующего звена 5 измер ют скорость изменени  сигнала разности, а в блоке 9 сравнени  сравниваютс  сигнал разности Kp(t} и сигнал с выхода функционального бло7 и Т(0 (фиг. 2, г). Фукциональный блок 7 включают нуль-органом 6 через блок 8 задержки при изменении знака сигнала разности . Блок 8 задержки необходим дл  того, чтобы предотвратить отрицательное действие корректирующего импульса: перерегулирование в том случае, когда крутизна сигнала с выхода функционального блока 7 больще крутизны сигнала разности в момент его возникновени , т. е. команда на переключение (или в упрошенном варианте отключение) корректирующего импульса не будет подана блоком 9 сравнени  в формирователь 10 корректирующих имнульсов. Величина задержки т выбираетс  минимально допустимой дл  каждой системы и зависит от частотной характеристики системы автоматического управлени  (импульс , но длительности равный величине задержки т, не должен проходить на выход системы автоматического управлени ). В момент, когда сигнал с выхода функционального блока 7 становитс  равным сигналу разности, формирователь 10 корректирующих импульсов измен ет знак корректируюнгего импульса на противоположный (в ynponieiiном варианте отключает) и отключает корректирующий импульс, когда сигнал скорости изменени  сигнала разности с выхода дифференцирующего звена 5 становитс  равным заданному значению. Функциональный блок 7 формирует сигнал 1 LES по закону, обеспечивающему максималыше быстродействие у.меньшени  сигнала разности, и крутизна этого закона обратно пропорциональна скорости изменени  сигнала ра.зности. Знак сигнала с выхода функционального блока 7 и первой части корректирующего импульса соответствует знаку сигнала разности. В упрощенной схе.ме стройства отсутствуют дифференцируюн ее звено 5 и св зи от дифференцирующего звена. Корректирующий импульс в упрощенной схе.ме формируетс  в : 1омент возникновени  сигнала разности, который фиксируетс  нуль-органом 6. Дл  определени  длительности корректируюп1;егп имПульса нуль-орган 6 через блок 8 задержки включает функциональный блок 7, который формирует линейно нарастающий сигнал (крива  и,1 на фиг. 2, е). Крутизна этого сигнала онредел етс  параметрами системы и подстраиваетс  так, чтобы обеспечить минимальную величину сигнала разности корректирующей системы. Знак линейно нарастающего сигнала и корректирующего импульса устанавливают равным знаку сигнала разности .This goal is achieved due to the fact that the duration of the first part of the correction pulse is determined by the time of change of the difference signal to the value of the signal, which with a delay determined by the parameters of the system is formed according to the law that ensures the maximum response rate of the decrease of the difference signal, the slope of this law is inversely proportional to the rate of change of the difference signal and the sign corresponds to the sign of the difference signal, and the moment of switching off another part of the correction signal opposite in sign howl determined time rate of change of the difference signal to a predetermined value, and the sign of the first part of the correction pulse coincides with the sign of the difference signal. FIG. 1 shows a block diagram of a device implementing the proposed method; in fig. Figure 2 shows the time diagrams of the system, where: a is the diagram of the driving curve, a (t); b - diagrams of the dynamic error curve e (0 of a nonlinear system and a linear system smoothed error of a nonlinear system Ел (01; c is a curve diagram of the difference signal between the system error signal and a smoothed signal of this error Ер (/); г is a diagram of the difference signal curve e.skor (About the corrected system, where and is the signal generated according to the law, which provides the maximum response rate for reducing the difference signal with a steepness, back propositional rate of change of the difference signal e (0; t is the delay determined by the parameters d - corrective sign-switching pulses, e is the curve of the signal of the difference sp.cKop (0 corrected system, where f / l is the signal generated according to the linearly increasing law (simplified law); and is the diagram of the dynamic error curve of skor- (0 nonlinear system, corrected by the proposed method. The system contains a driver unit 1, a correction system 2, an object 3, a difference signal generating unit 4, a differentiating link 5, a zero-body 6, a functional unit 7, a delay unit 8, a comparison unit 9, form l 10 corrective imnulsov. The system works as follows. Let, for example, the control object 3 should track the movement of the specifying unit 1 according to the a () law with high accuracy (Fig. 2, a). The system is closed in angle and tracking has a dynamic error E (t) (Fig. 2, b). The magnitude and form of the dynamic error depends on the type of control action and the system parameters. If the system is linear, i.e., there is no backlash, dead zone, etc., then the dynamic error has a smooth EL character (O (Fig. 2, b)) with a smooth control action. However, electromechanical linear systems do not exist in practice, therefore in nonlinear auto-oscillations due to non-linearities of the system are superimposed on the dynamic error. 0 65 scrap of this error is extracted by block 4 for shaping the difference signal and at the moment of occurrence of the difference signal, which is fixed by the null organ, the driver 10 of correction pulses feeds to the input of the correction system 2 sign-impulse Correction (0 (Fig. 2)) which is predominant for the deviation of the control object 3 caused by the oscillatory process. To determine the duration of the first part of the correction pulse, the rate of change of the difference signal is measured using differentiating element 5, and in block 9 of the comparison The difference signal Kp (t} and the signal from the output of the functional unit 7 and T (0 are shown (Fig. 2, d). The functional unit 7 includes a null-body 6 through the delay unit 8 when the sign of the difference signal changes. The delay unit 8 is necessary in order to prevent the negative effect of the correction pulse: overshoot in the case when the slope of the output from the function block 7 is greater than the slope of the difference signal at the moment of its occurrence, i.e. the switch command (or, in the simplified case, disconnection) the correction pulse will not be supplied by the compare unit 9 to the driver 10 correction impulses. The delay value τ is chosen as the minimum permissible for each system and depends on the frequency response of the automatic control system (pulse, but duration equal to the delay τ, should not pass to the output of the automatic control system). At the moment when the signal from the output of the function block 7 becomes equal to the difference signal, the corrector impulse generator 10 changes the sign of the corrective pulse to the opposite one (in the ynponiei version turns off) and turns off the corrective pulse when the signal of the rate of change of the difference signal from the output of differentiator 5 becomes equal given value. Functional block 7 generates a signal of 1 LES according to the law, which ensures the maximum speed of operation of the reduction signal of the difference, and the slope of this law is inversely proportional to the rate of change of the signal of difference. The sign of the signal from the output of the function block 7 and the first part of the correction pulse corresponds to the sign of the difference signal. In the simplified scheme of the device, there are no differentiated link of its link 5 and connections from the differentiating link. The correction pulse in the simplified scheme is formed in: 1 moment of occurrence of the difference signal, which is fixed by the null authority 6. To determine the duration of the correction 1; , 1 in Fig. 2, e). The slope of this signal is determined by the parameters of the system and is adjusted to provide the minimum value of the difference signal of the correction system. The sign of the linearly rising signal and the correction pulse is set equal to the sign of the difference signal.

Очевидно, что если начальные услови  регулируемой координаты способствуют развитию колебани  (направлени  векторов скорости и ускорени  объекта 3 управлени  совпадают с вектором скорости и у ,хорени  колебательного процесса), то крива  разности (колебани ) достигает уровн  фиксируемой кривой (линейно нарастающий закон, парабола и т. д.) за более длительное врем , чем если начальные усьтови  противодействуют развитию колебани . Поэтому в первом случае импульс, противодействующий колебательному процессу , будет более длительный, чем во втором случае.Obviously, if the initial conditions of the adjustable coordinate contribute to the development of oscillation (the directions of the velocity and acceleration vectors of the control object 3 coincide with the velocity vector and y, the oscillation process), then the difference (oscillation) curve reaches the level of the fixed curve (linearly increasing law, parabola, and . e.) for a longer time than if the initial conditions and counteract the development of oscillations. Therefore, in the first case, the pulse opposing the oscillatory process will be longer than in the second case.

Таким образом, в предлагаемом способе начальные услови  регулируемой координаты учитываютс  при формировании корректирующего импульса.Thus, in the proposed method, the initial conditions of the adjustable coordinate are taken into account when forming a correction pulse.

Закон кривой, формируемой в функциональном блоке 7, выбираетс  дл  конкретной системы в зависимости от ее структуры и параметров . С повышением пор дка системы этот закон усложн етс .The law of the curve formed in the functional block 7 is selected for a particular system depending on its structure and parameters. As the order of the system increases, this law becomes more complex.

Введение корректирующего сигнала по предложенному способу позволило уменьшитьThe introduction of a correction signal by the proposed method allowed to reduce

колебательные процессы в электромеханической след щей системе з 4-5 раз. Уменьщение колебательной составл ющей динамической ощибки в 4-5 раз в ичою очередь позволило повысить добротность системы в 3-4 раза.oscillatory processes in the electromechanical tracking system 3–5 times. A decrease in the vibrational component of the dynamic error by a factor of 4–5 in turn made it possible to increase the Q factor of the system by a factor of 3–4.

Claims (2)

1. Чумаков Н. М. Авиационные кибернетические системы. Изд-во КВАВУ ВВС, Киев, 1968 г.. с. 234--236.1. Chumakov N. М. Aviation cybernetic systems. Publishing house KVAVU Air Force, Kiev, 1968. with. 234-236. 2. Авт. св. До 451047, Л1. Кл. G ОоВ 5/00, 18.12.72.2. Auth. St. Up to 451047, L1. Cl. G OOB 5/00, 18.12.72. ГR pcKop ijpcKop ij /0(1 / 0 (1 (f(f PA r Pr.oplt)PA r Pr.oplt) (, Ai(, Ai скор()soon ()
SU2029484A 1974-05-28 1974-05-28 System control method with nonlinear correction SU526856A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2029484A SU526856A1 (en) 1974-05-28 1974-05-28 System control method with nonlinear correction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2029484A SU526856A1 (en) 1974-05-28 1974-05-28 System control method with nonlinear correction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU526856A1 true SU526856A1 (en) 1976-08-30

Family

ID=20586290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU2029484A SU526856A1 (en) 1974-05-28 1974-05-28 System control method with nonlinear correction

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU526856A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Amann et al. Iterative learning control using optimal feedback and feedforward actions
JPS63274385A (en) Speed controller for servo-motor
US3566241A (en) Process servo control system including error signal limitation to prevent degraded response
CN111697901A (en) Control method, control equipment and control system of servo motor
US2701328A (en) Antihunt means for electric motor follow-up systems
SU526856A1 (en) System control method with nonlinear correction
US3096471A (en) Optimizing automatic control servosystem
RU1833831C (en) Monitoring system
SU451047A1 (en) Method for correcting non-linear automatic control system
RU2819264C1 (en) Self-tuning robust control system
SU566234A1 (en) Follow-up system
US2995101A (en) Steering apparatus for torpedoes
RU1829024C (en) Tracing system
SU435500A1 (en) AUTOMATIC CONTROL METHOD
Liu et al. Adaptive neural speed regulation control for induction motors stochastic nonlinear systems
SU1215092A1 (en) Device for determining coefficients of statistical linearizing of non-linear dynamic systems
SU1216773A1 (en) Servo system
SU741231A1 (en) Control device
SU1084763A1 (en) Vibration amplitude controller
SU458813A1 (en) Impulse Extreme Controller
SU826282A1 (en) Programme-control device
SU714355A1 (en) Controllable drive
SU828387A1 (en) Pulse shaping device
SU857929A1 (en) Relay regulator
SU805247A1 (en) Method of control