SU807205A1 - Система с переменной структурой - Google Patents

Description

(54) СИСТЕМА С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

1 I

Изобретение относитс  к системе с переменной структурой и может быть использовано дл  управлени  объектами , обладающими большой инерционностью .

Известа система с переменной структурой, содержаща  последовательно соединенные згщатчик, измеритель рассогласовани , суммирующее устройство , исполнительный механизм и . объект регулировани , выход которого соединен со .вторым вxoдo irизмepител  рассогласова:ни  и первшм входом блока формировани  функции переключени , второй вход которого - с первым входом измерител  рассогласовани , а выход через функциональный преобразователь - со вторым входом . суммирующего устройства, в котором значение функции переключени  сравниваетс  с некоторым заданным пороговым значением и в зависимости от результатов сравнени  осуществл етс  переключение к системе 11 и 2J.

Известна также система, содержаща  последовательно соединенные задатчик , измеритель рассогласовани , усилитель, сумма,тор, исполнительный механизм, выход которого соединен со вторым входом измерител  рассогласовани  и через датчик скорости с первым и вторым функциональными преобразовател ми, выход измерител  рассогласовани  соединен через последовательно соединенные пороговое устройство и первый элемент И со вторым входом первого функционального преобразовател  и непосредственно - с первым входом компаратора,

второй вход которого соединен с выходом второго функционального преобразовател , а выход которого через элемент НЕ - со вторым входом первого элемента И, а также с первым

входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом порогового устройства, а выход через первый функциональный преобразователь - со вторым входом сумматора.

Система такого вида позвол ет добитьс  повы енй  быстродействи  и значительного умейшени   перерегулировани  при управлении объектами,обладающими большими инерциониост ми

13J. .

Наиболее близкой по технической сущности  вл етс  система с переменной структурой, содержаща  последрвательно соединенные задатчик, feMe;ритель рассогласовани , сумматор. преобразователь код-аналог, усилитель мощности, исполнительный механизм , редуктор и цифровой датчик, выход которого соединен со вторым входом измерител  рассогласовани , .выход которого соединен с первым входом первого функционального преобразовател  и через последовательно соединенные блок формировани  функции переключени  и второй функциональный преобразователь - со вторым входом сумматора Г4. Недо.статком известной системы  вл етс  ее низкое быстродействие при отработке больших рассолгасований (до 1800) . Цель изобретени  - уменьшение перерегулировани  и повышение быстродействи  системы. Поставленна  цель достигаетс  те что в системе второй вход первого функционального преобразовател  сое динен со вторым выходом блока, фсэрми ровани  функции переклю 1ени , а выход - со вторым входом второго функ ционального преобразовател . На чертеже.приведена блок-схема предлагаемой системы. Системасодержит задатчик 1, измеритель 2 рассогласовани , сумма тор 3, преобразователь 4 код-аналог усилитель 5 мощности, исполнительный механизм б, редуктор 7, цифрово датчик 8, первый 9 и второй 10 функ циональные преобразователи,переключатель II, первый 12 и второй 13 корректирующие усилители, блок 14 формировани  функции переключени . Система работает следующим образом . Задатчик 1 вырабатывает сигнал fbgxB виде двоичного кода. Входной сигнал система, измен  сь по синусо идальному, пилообразному, ступенуатому или какому-либо другому закон в зависимости от режима работы, скл дываетс  в измерителе 2 рассогласов ни  с сигналом обратной св зи поступающим с цифрового датчика 8 также в виде двоичного кода. Сигнал рассогласовани  Л fi, вычисленный в измерителе 2 рассогласовани  по фор муле ДР Рвх-р&ых поступает на входы сумматора 3, бло 14 формировани  функции переключени и функционального преобразовател  9 В блоке 14 формировани  функции переключени  происходит вычисление скорости изменени  сигнала рассогла совани  по формуле jVMV-1 др, где AfJf, иДД .- значени  сигнала ра согласовани  в п-й и (п-1)-ый моменты времени соответственн с - временной интервал квантовани . Полученное значение Л(- сравниватс  с заданным минимальным порог-овым значением скорости изменени  сигнала рассолгасовани  лВцор . ри выполнении неравенства Лр Дрпор К ВЫХОДУ функционального преобразовател  9, при помощи переключател  11, подключаетс  корректирующий усилитель 13, в противном случае - корректирующий усилитель 12. Переключатель 11 и корректирующие усилители 12 и 1-3 вход т в состав второго функционального преобразовател . В свою очередь сигнал др, вычисленный в блоке 14 формировани  функции переключени , поступает на второй вход функционального преобразовател  9, который  вл етс  - цифровым логическим устройством, предназначенным дл  вычислени  корректирующих коэффициентов, завис щих от скорости изменени  сигнала рассогласовани  4,i и величины сигнала рассогласовани  Д , поступающей на первый вход функционального преобразовател  У., Вычисление корректирующих коэффициентов Кд, К производитс  по следующим формулам - npMJaftUuf3nop , ПрЦ/Д(Ъ/ 4 АРПор -- ,при Б 4 , при/лр/Ж , посто нные величины, подбираемые в процессе настройки системы; заданное максимальМАХ ное пороговое значение скорости изменени  сигноша рассогласовани , На выходе функционального преобразовател  9 по вл етс  сигнал,стабилизирующий работу системы, , который поступает на вход либо усилител  12,, либо усилител  13, в зависимости от состо ни  переключател  11, определ емого неравенством (3) . Усилители 12 и 13 способствуют осуществлению грубой и точной коррекции величины и знака управл ющего воздействи  и имеют посто нные коэффициенты усилени , причем ,з ,(7)

где К

коэффициент усилени  уси12 лител  12 дл  осуществлени  грубой коррекции; коэффициент усилени  лител  13 дл  осуществлени  точной коррекции,

и К

К подбираютс  в процессе

12.

13 настройки системы. В зависимости от скоростид и величины ошибкиД К,и К, определ ют момент включ ени  торможени  после разгона объекта и точность отслеживани  входного сигнала Ь

С выхода функционального преобразовател  10 сигнал

Кор

, приработе

12, усилител 

1

, приработе

13(8) усилител 

поступает на вход сумматора 3,где, складыва сь с сигналом измерител  2 рассогласовани , образуе Т управл ющее воздействие

1

...

При воздействии на систему большого сигнала рассогласовани  выполн етс  неравенство

/ P l /f vopl . Это способствует свободному разгону объекта управлени , а следовательно , и быстрой отработке имеющегос  рассогласовани .

В момент времени, когда

|й{ 1Ириор1,

наступает этап торможени , продолжающийс  до.тех пор, пока выполн етс  условие

/д(/-|р:ор|.

При достижении сигналом рассогласовани  скоростилр,( 14 формировани  функции перетаючени  выдает сигнал на переключение с усилител  12 на усилитель 13 с меньшим коэффициентом усилени .

Так как к этому моменту сигнал рассогласовани  лр и скорость изменени  сигнала рассогласовани  д (5 малы , то данное переключение снижает вес , что в целом уменьшает колебательность и величину максимального перерегулировани  переходного процесса в системе. Предлагаема  система без какого-либо изменени  функциональной структуры может-быть выполнена как в цифровом, так и в аналоговом виде,

,Использование предлагаемого изобретени  при управлении объектом с большими инерционност ми сокращает длительность переходного процесса системы при отработке больших рас0 согласований на 10-15%, что приводит к повышению быстродействи  системы.

формула изобретени 

15

Система с переменной структурой, содержаща  последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласовани , сумматор, преобразователь код-аналог, усилитель мощности, ис0 полнительный механизм, редуктор и цифровой датчик, выход которого соединен со вторым входом измерител  рассогласовани , выход которого соединен с первым входом первого функ5 ционального преобразовател  и через последовательно соединенные блок формировани  функции переключени  и второй функциональный преобразователь - со втоЕИлм входом сумматора,

0 отличающа с   тем, что, с целью уменьшени  перерегулировани  и повышени  быстродействи  системы, в ней второй вход первого функционального преобразовател  соединен

5 со вторым выходом блока формировани  функции переключени , а выход со вторым входом второго функционального преобразовател .

Источники информации,

0 прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 334551., кл. G 05 В 13/02, 05.04.71.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 551609, кл. G 05 В 13/02, 15.04.75..

3.Авторское свидетельство СССР

5 по за вке № 2439991/18-24,

кл. G 05 В 11/01, 03.01.77.

4.Емель нов, С.В. Системы автоматического управлени  с переменной структурой, М.-, Наука, 1967,

0

с.56-64, (303-326 (прототип).

.., ,..

t т

..

Claims (1)

1. формула изобретения

   Система с переменной структурой, содержащая последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, сумматор, преобразователь 20 код-аналог, усилитель мощности, исполнительный механизм, редуктор й цифровой датчик, выход которого соединен со вторым входом измерителя рассогласования, выход которого соеje динен с первым входом первого функционального преобразователя и через последовательно соединенные блок формирования функции переключения и второй функциональный преобразователь - со вторым входом сумматора, ³®отличающаяс я тем, что, с целью уменьшения перерегулирования и повышения быстродействия системы, в ней второй вход первого функционального преобразователя соединен 35 со вторым выходом блока формирования функции переключения, а выход со вторым входом второго функционального преобразователя.