SU809054A1

SU809054A1 - Relay regulator

Info

Publication number: SU809054A1
Application number: SU752188766A
Authority: SU
Inventors: Александр Яковлевич Бичуцкий
Original assignee: Предприятие П/Я В-2572
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1981-02-28

Description

(54) РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР(54) RELAY CONTROLLER

Изобретение относитс к техническим средствам управлени и регулировани и может быть использовано в релейных системах управлени и регулировани широкого назначени , переходные процессы которых включают скольз щие режимы. Известны релейные регул торы, содержащие релейные элементы, охваченные инерционными обратными св з ми, которые обеспечивают дл достижени заданных технических характеристик скольз щие режимы управлени 1. Однако такие устройства не позвол ют получить высокого качества управлени при действии внешних возмущений. Наиболее близким к предлагаемому вл етс релейный регул тор, содержащий релейный элемент с инерционным элементом в цепи отрицательной обратной св зи и суммирующий элемент 2. Недостаток данного регул тора заключаетс в невысокой стабильности по отношению к внешним возмущени м (сигналам помехи, присутствующим в сигнале ощибки управлени ), если гистерезис релейного элемента имеет малую величину, а также он не позвол ет получить экономичных процессов управлени , если гистерезис релейного элемента имеет больщую величину. Цель изобретени - повышение стабильности работы устройства к внешним возмущени м . Указанна цель достигаетс тем, что в релейный регул тор, содержащий релейный элемент с инерционным элементом в цепи отрицательной обратной св зи и суммирующий элемент, один вход которого соединен с выходом инерционного элемента, а выход - со входом релейного элемента, введен управл емый ключ и второй суммирующий элемент, один вход которого соединен с входной клеммой регул тора непосредственно , а второй - через управл емый ключ, выход второго суммирующего элемента соединен со вторым входом первого суммирующего элемента, а выход релейного. элемента соединен с выходной клеммой устройства и с управл ющим входом управл емого ключа. На фиг. 1 представлена функциональна блок-схема релейного регул тора в составе системы управлени , на фиг. 2 - переходные процессы на фазовом портрете системы.The invention relates to control and regulation technical means and can be used in multi-purpose relay control and regulation systems, the transients of which include sliding modes. Relay controllers are known that contain relay elements covered by inertial feedbacks that provide gliding control modes 1 to achieve the specified technical characteristics. However, such devices do not allow to obtain high quality control when exposed to external disturbances. The closest to the present invention is a relay controller containing a relay element with an inertia element in the negative feedback circuit and summing element 2. The disadvantage of this controller lies in its low stability with respect to external disturbances (interference signals present in the control error signal ) if the hysteresis of the relay element has a small value, and also it does not allow to obtain economical control processes if the hysteresis of the relay element has a large value. The purpose of the invention is to increase the stability of the device to external disturbances. This goal is achieved in that a relay controller containing a relay element with an inertia element in the negative feedback circuit and a summing element, one input of which is connected to the output of the inertia element and the output to the input of the relay element, has entered a control key and a second A summing element, one input of which is connected to the input terminal of the controller directly, and the second through a controlled key, the output of the second summing element is connected to the second input of the first summing element, and the output relays ynogo. the element is connected to the output terminal of the device and to the control input of the control key. FIG. 1 is a functional block diagram of a relay controller as part of a control system; FIG. 2 - transients in the phase portrait of the system.

Релейный регул тор 1 содержит трехпозиционный релейный элемент 2, охваченный цепью инерционной обратной св зи, выполненной с использованием инерционного элемента 3, подключенного к суммирующему элементу 4. Входна клемма релейного регул тора соединена с одним входом суммируюш ,его элемента 5 непосредственно, а с другим - через управл емый ключ 6. Выход суммирующего элемента 5 соединен со вторым входом суммирующего элемента 4, выход релейного элемента 2 соединен с входной клеммой регул тора 1 и с управл ющим входом ключа 6. Входна клемма релейного регул чора 1 соединена с источником 7 сигнала ошибки управлени объекта 8 управлени .Relay controller 1 contains a three-position relay element 2, covered by an inertial feedback circuit, made using an inertial element 3 connected to summing element 4. The input terminal of the relay regulator is connected to one input summed, its element 5 directly, and the other through the control key 6. The output of the summing element 5 is connected to the second input of the summing element 4, the output of the relay element 2 is connected to the input terminal of the controller 1 and to the control input of the key 6. The input terminal p The on-off controller 1 is connected to the source 7 of the control error signal of the control object 8.

Ось абсцисс на фиг. 2 соответствует величине ощибки управлени X, а ось ординат - величине скорости ощибки управлени X, а и b - границы трубок движени изображающей точки М в скольз щем режиме , а Х и X, - границы зоны нечувствительности .The abscissa axis in FIG. 2 corresponds to the magnitude of control error X, and the axis of ordinates corresponds to the velocity of control error X, a and b - the boundaries of the tubes of motion of the imaging point M in the sliding mode, and X and X, the boundaries of the dead zone.

Принцип работы релейного регул тора основан на изменении величины гистерезиса релейного элемента в зависимости от абсолютной величины сигнала ошибки управлени .The principle of operation of the relay controller is based on the change in the hysteresis value of the relay element depending on the absolute value of the control error signal.

Система управлени , в которой используетс предлагаемый релейный регул тор, функционирует следующим образом.The control system in which the proposed relay controller is used operates as follows.

Пусть в некоторый начальный момент, при котором напр жение на инерционном элементе Uj О, изображающа точка М (фиг. 2), характеризующа координаты процесса управлени по величине отклонени X и скорости отклонени X, достигла границы зоны нечувствительности Х (фиг. 2 М), котора формируетс релейным элементом 2. При срабатывании релейного элемента 2 на объект 8 управлени поступает управл ющий сигнал, поступающий также на управл ющий вход ключа б, который по этому сигналу срабатывает, образу цепь из последовательно включенных элементов 7, 6 и 2, и на вход элемента 3. Выходной сигнал элемента 3 (Uj) воздействует на вход элемента 2 через суммирующий элемент 4 в виде сигнала отрицательной обратной св зи.Let at some initial moment at which the voltage across the inertial element Uj O, depicting point M (Fig. 2), characterizing the coordinates of the control process in terms of the magnitude of the deviation X and the speed of the deviation X, reaches the limit of the dead zone X which is formed by the relay element 2. When the relay element 2 is triggered, the control object 8 receives a control signal, which also goes to the control input of the switch b, which is triggered by this signal, forming a circuit of the series-connected elements 7, 6 and 2, and to the input of element 3. The output signal of element 3 (Uj) acts on the input of element 2 through summing element 4 as a negative feedback signal.

В формировании гистерезиса релейного элемента 2 участвует входной сигнал ошибки управлени (Uy), поступающий в момент включени релейного элемента 2 на его вход через ключ 6. За счет действи сигнала U релейный элемент через врем , определ емое соотнощением сигналов U, Uy и Uj, где U| - напр жение на ключе б, выключитс , т. е. закончитс формирование управл ющего сигнала (фиг. 2, Mj(). При этом прекратитс рост сигнала Uj и разомкнетс управл емый ключ б.The hysteresis of the relay element 2 is formed by the input control error signal (Uy), which arrives at the moment the relay element 2 is turned on at its input via key 6. Due to the signal U, the relay element is determined by the ratio U, Uy and Uj, where U | - the voltage on the key b is turned off, i.e. the formation of the control signal is completed (Fig. 2, Mj (). This will stop the growth of the signal Uj and the control key will open b.

При дальнейщем увеличении сигнала U/ вновь произойдет включение релейного элемента 2 (фиг. 2, Mj), и в дальнейщем процесс повтор етс .With a further increase in the signal U /, the switching element 2 will turn on again (Fig. 2, Mj), and the process repeats further.

Таким образом формируетс релейное управление в скольз щем режиме в границах а и Ь. Граница а определ етс динамическим положением на фазовой плоскости уровн включени релейного элемента 2, а граница b - уровнем отключени .Thus, the relay control in a sliding mode is formed within the limits of a and b. The boundary of a is determined by the dynamic position on the phase plane of the turn-on level of the relay element 2, and the boundary b is set by the turn-off level.

Скольз щий режим закончитс , когда изображающа точка изменит знак своей скорости (фиг. 2, М).The sliding mode will end when the image point changes the sign of its speed (Fig. 2, M).

Величина гистерезиса выражаетс следующим образом;The magnitude of the hysteresis is expressed as follows;

А Ака1+ А где Д Mff- начальный гистерезис релейногоAnd Aka1 + And where D Mff- the initial hysteresis of the relay

элемента;an item;

Д„„ приращение величины гистерези птск са, завис щее от величины сигнала ощибки управлени .Y „„ is the increment of the hysteresis value, depending on the magnitude of the control error signal.

Так как помехоустойчивость релейной системы в значительной степени зависит от величины гистерезиса, то ее увеличение в процессе управлени позвол ет увеличить помехоустойчивость системы управлени в целом. При этом за счет выбора начального гистерезиса обеспечивают необходимое качество поддержани установившегос процесса.Since the noise immunity of the relay system largely depends on the magnitude of the hysteresis, its increase in the control process makes it possible to increase the noise immunity of the control system as a whole. At the same time, by selecting the initial hysteresis, the required quality of the maintenance of the steady state process is ensured.

Claims

1. Synthesis methods of nonlinear automatic control systems. Collection of ed. E. P. Popova. M., “Mashinostroenie, 1970, p. 359.

2. The patent of Germany No. 1914346, cl. 421g 11/18, 1972 (prototype).