SU802916A1 - Система автоматической стабилизации - Google Patents

Description

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано дл  обеспечени  качественной стабилизации регулируемой координаты при существенном ограничении скорости пере кладки регулирующего органа и широком Диапазоне изменени  параметров внешнего возмущени , в частности, дл автоматической стабилизации судна на подводных крыль х. Относ щиес  к классу релейных сис . тем автоматической стабилизации, в которых регулирующий орган отклон етс  с посто нной (максимально возможной ) скоростью известны Наиболее близкой по технической сущности к изобретению  вл етс  известна  релейна  система автоматической стабилизации, содержаща  последовательно соединенные датчик ошибки регулируемой координаты, парвый и второй сумматоры, сервопривод объект регулировани  и датчик произ водной регулируемой координаты, выхо которого соединен с вторым входом первого сумматора 2. Недостатком этой системы  вл етс  невысока  точность стабилизации при изменении параметров внешнего возму щени  в широком диапазоне. Это обус ловлено тем, что сервопривод будет работать в оптимальном, в смысле точности стабилизации, режиме (на границе существовани  непрерывного скольз щего режима) только при расчетном возмущении. При отклонении параметров возмущени  от расчетных система будет работать либо в непрерывном скольз щем режиме, либо в режиме переключений. В первом случае средн   скорость отклонени  регулирующего органа будет меньше, чем максимальна  располагаема  скорость сервопривода. Поэтому ошибка стабилизации системы А Ч будет больше минимально возможной, которую можно получить, если параметры регул трра изменить так, чтобы сервопривод работал иа границе существовани  непрерывного скольз щего режима. Во втором случае АУ также будет больше минимально возможной АУ mIп из-за отрицательного сдвига по фазе между управл ющим сигналом и отклонением регулирующего органа. Причем разница ме щу А У и АЧ,|„будет тем больше, чем больше отклонение пара-, метров возмущени  от расчетных. .Целью изобретени   вл етс  уменьД1ение ошибки стабилизации при изменении параметров внешнего возмущени  в широком диапазоне, т.е. повышение точности системы.

Достигаетс  это тем, что система дополнительно содержит релейный элемент и последовательно соединенны блоки дифференцировани , выделени  j модул , умножени  и интегратор, выхо которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого через релейный элемент соединен с вторым входом блока умножени , а вход блока дифференцировани  соединен с выходом первого сумматора.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система автоматической стабилизации содержит объект регулировани  1, сервопривод 2 с посто нной скоростью , первый сумматор 3, датчик 4 ошибки регулируемой координаты, вто- рой сумматор 5, датчик 6 производной регулируе.мой координаты, блок 7 выделени  модул , блок дифференцировани  8, блок умножени  9, интегратор 10 и релейный элемен- 11. x(t) - комплексна  переменна , примен ема  в преобразовании Лапласа.

В отличии от известной системы, здесь введены новые элементы 7-11, которые предназначены дл  получени  дополнительного сигнала y(t), удовлетвор ющего соотношению

y(t) |x(t) ) signg(t) (1)

При выполнении соотношени  (1) система при любых параметрах внешнего возмущени  f(t) будет работать на границе существовани  непрерывного скольз щего режима и ошибка стабилизации будет минимальной.

Система работает следующим образом .

При действии на объект внешнего возмущени  регулируема  координата 4(t) отклон етс  от заданного значени  HyKjC t). Сигнал, пропорциональный этому отклонению, с датчика ошибки регулируемой координаты 4 поступает на первый вход первого сумматора 3. На второй вход этого сумматора подаетс  сигнал с датчика производной регулируемой координаты б, а на выходе формируетс : линейна  комбинаци  измеренных сигналов x(t) 4ja9( t l-flt) -c{4 (t) , где (X. посто нный коэффициент настройки. Сигналы x(t) и v(t), удовлетвор ющие соотношению (l),

суммируютс  на втором сумматоре 5. Выходной сигнал второго сумматора 5,  вл етс  управл ющим сигнгшом g.(t). Исполнительный орган отклон етс  с посто нной скоростью, знак которой совпадает со знаком управл ющего сигнала g (t) .

С целью проверки эффективности проведено , моделирование известной и предлагаемой систем автоматической стабилизации курса модели судна на подводных крыль х.

Результаты моделировани  показали, что известна  система стабилизации на рассматриваемых углах встречи с волной X 0745,® 90, 135°, 180 может / обеспечить минимальное значение ошибки стабилизации А Ч 1,5.

Предлагаема  система обеспечивает ,7® при тех же параметрах объекта , возмущений и ограничени х по скорости и отклонению регулирующего органа .

Claims (2)

1.Бромберг П. В. Матричные методы в теории релейного и импульсного ре гулировани . - М.: Наука, 1967, § 1, 2.

2.Иванов В. А. и др., Математические основы теории автоматического регулировани , под. ред Б.К. Чемоданова . - М.: высша  школа, 1971,

с. 270 (прототип).