SU842708A1

SU842708A1 - Астатическа система регулировани

Info

Publication number: SU842708A1
Application number: SU782617068A
Authority: SU
Inventors: Николай Сергеевич Варакса; Станислав Алексеевич Ковальчук; Анатолий Сергеевич Кочетов
Original assignee: Серпуховское Высшее Военное Командноеучилище Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1978-05-12
Publication date: 1981-06-30

Description

(54) АСТАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

1

Изобретение относитс к нелинейным астатическим системам автоматического регулировани и может быть использовано в астатических привода с ограничением, подверженных воздействию помех.

Известна нелинейна астатическа система управлени , содержаща элемент сравнени , интегрирующее звено объект управлени , охваченный цепью обратной св зи DlПрименение в пр мом канале известной системы интегрирующего, с нулевым фазовым сдвигом обеспечивает высокий запас устойчивости системы и повышает ее динамические характеристики Г2 JH З .

Известны также астатические системы , содержащие в пр мом канапе регулировани параллельно соединенные между собой интеграторы с элементами односторонней проводимости на их входах и выходах и вспомогательный

канал, служащий дл управлени рабо той интегрирующих каналов 4. -.

Недостаток этойсистемы состоит в низкой помехозащищенности. Под воздействием помехи имеет место ложное подключение выходных сигналов интеграторов ко входу исполнительного механизма, что приводит к ухудшению динамических свойств и даже потере устойчивости системы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс астатическа системы регулировани , содержаща два нелинейных интегратора , первые входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы к соответствующим входам исполнитель кого механизма, выход которого соединен со входом объекта регулировани , выход которого соединен с одним из входов сумматора 15.

Недостаток известной системы состоит В.ТОМ, что она имеет низкую помехозащищенность. Помеха любой

частоты беспреп тственно проходит, через усилительный канал на вход исполнительного механизма, и кроме того, осуществл ет ложный разр д интеграторов, включенных в пр мой канал системы. В результате этого исполнительный механизм не.отрабатывает в должной мере управл ю щий сигнал, содержащий помеху, что приводит к ухудшению динамических свойств системы.

Если объект регулировани вл етс структурно неустойчивым, то в результате наличи в пр мом канале помехи известна астатическа систе ма может потер ть устойчивость.

Цель изобретени - повышение помехозащищенности системы

Указанна цель достигаетс тем, что в системе установлены два блока сравнени , первые входы которых подключены к выходу исполнительного механизма , вторые входы - к, выходу сумматора , а выходы - ко вторым входам соответствующих нелинейных интеграторов .

На чертеже представлена функциональна схема предлагаемой системы .

Система содержит сумматор 1, первый и второй нелинейные интеграторы 2 и 3, исполнительный механизм 4, объект 5 регулировани , первый и второй блоки 6 и 7 сравнени , операционные усилители 8-13, диоды 14-25, входные резисторы операционных усилителей 26-39, конденсаторы 40-43, сз ммирующие элементы 44 и 45, резисторы 46 и 47 в обратных св з х операционных усилителей.

Так как включение операционных усилителей 10-13 аналогично, то рабо ту предлагаемой системы рассмотрим на примере отработки астатической системой управл ющего сигнала одной пол рности, например положительной.

Система работает следующим образом .

При по влении управл ющего сигнала положительной пол рности на выходе сз мматора 1 (выходной сигнал сумматора 1 вл етс сигналом рассогласовани предлагаемой системы) операционный усилитель 10 интегрирует суммарный (двойной) сигнал,, поступивший на его вход через резистор 26 и через диод 18, операвдонный усилитель 8 и диод 15 - на его вход через резистор 27. Дп того.

427084

чтобы сигналы, поступающие на входы через резисторы 26 и 27 операционHoVo усилител 10 (суммирующего интегратора ) имели одинаковый знак,

J необходимо обеспечить операционным усилител м 8 (и 9) неинвертирующие свойства. Кроме того, до прихода задающего сигнала на вход систегиы сигнал на выходе объекта 5 регулировани равен нулю, регулирующий орган исполнительного механизма 4 находитс в нейтральном положении и сигнал н.а втором входе исполнительного механизма 6 равен нулю.

15 Операционный усилитель 10 в отличие от операционного усилител ,12 интегрирует суммарный входной сигнал , так как диод 22 в его цепи обратной св зи не оказывает шунтирующего вли ни . С учетом инвертирующего действи операционных усилителей положительный выходной сигнал сумк тора 1 не проходит через операционный усилитель 12 (суммирующий

25 интегратор) и операционный усилитель . 9 в силу того, что-диод 24 в цепи обратной св зи операционного усилител 1 2 и диод 16 включены в обратном направлении дл сигнала этой пол рности .

Проинтегрированный сигнал с выхода нелинейного интегратору 2 поступает на вход исполнительного механизма 4. В отличие от известной системы осуществл етс интегрирование удвоенного сигнала рассогласовани , что повьш1ает быстродействие системы, так как врем нарастани выходного сигнала нелинейного интегратора 2 до величины, при которой исполнительный механизм 4 приходит в движение, уменьшаетс в 2 раза за счет интегрировани удвоенного сигнала р.ассогласовани системы.

Исполнительный механизм 4 отрабатьгоает выходной сигнал нелинейного интегратора 2. Выходной сигнал исполнитель .ного механизма 4 имеет пол рность , противоположную выходному сигналу сумматора 1, и поступает на вход.объекта регулировани , и через диод 14 - на вход операционного усилител 8, Выходной сигнал исполнительного механизма 4 на вход операционного усилител 9 не поступает из-за обратного включени диода 17.

Claims

В момент, когда сигнал на выходе исполнительного механизма 4 превысит сигнал на выходе -сумматора 1 , разностный сигнал на выходе операционного усилител 8 измен ет свой знак на обратный и поступает через диод 19 на вход через резистор 28 операционного усилител 10 и на вход через резистор 29 операционного усили л 11. Конденсатор 40 в цепи усилител 10 начинает разр жатьс , а кон денсатор 41 в цепи усилител 11 начинает зар жатьс , так как диоды в цеп х;их обратных св зей включены в противоположных направлени х. При нахождении системы в положение равновеси выходные сигналы операци онных усилителей 10 и 11 компенсируют другдруга. При изменении знака входного сиг нала системы в. работу вступают усилители 9, 12 и 13. Их работа аналогична работе усилителей 8, 10 и 11. Если коэффициенты передачи операционных усилителей 10-13 по входа через резисторы 27-30 и 32-35 сделать достаточно большими, то быстро действие предлагаемой астатической системы будет не хуже известной сис темы. При этом в отличие от известной системы достигаетс высока помехозащищенность , так как помеха любой частоты сглаживаетс интегра1торами и не подвергаетс ограничению исполнительным механизмом. Это позвол ет улучшить динамические зво ства астатических систем с ограничением подверженных воздействию пом В известной системе можно повыси помехозащищенность путем уменьшени коэффициента передачи канала пропор ционального регулировани вплоть до полного отключени его. Однако при этом значительно ухудшаетс быстродействие,системы. Переходный процесс имеет долгозатухающие копе;бани . 6 Положительный эффект от исполь- . овани предлагаемого изобретени остоит в том, что на 10% повьппаетс помехозащищенность астатической истемы, при этом качество переходого и установившегос режимов рабоы системы не ухудшаетс . Формула изобретени Астатическа система регулировани , содержаща два нелинейньйс интегратора , первые входы которых подключены к выходу сумматора а выходы - к соответствующим входам исполнительного механизма, выход которого соединен со входом объекта регулировани , выход которого соединен с одним из входов сумматора, отличающа с тем, что, с целью повышени помехозащищенности .системы, в ней установлены два блока сравнени , первые входы кото|рых подключены к выходу исполнительного механизма, вторые входы - к сумматора, а выходы - ко вторым входам соответствующих нелиней ных интеграторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Г. Рабинович Л.В. и др. Проектирование след щих систем. М., Машиностроение , 1969, с. 214-218 2.Патент США № 3613016,.кл. 328167 , опублик. 1971. 3.Karybakas С.А. Nonlinar. Inegrator with Zero Phase Shift IEEE, Trans. Ind. Electron, and Control. Instrum, 1977, № 2, 24, p. 150-152.
2. Авторское свидетельство СССР № 548837, кл. G 05 В 11/36, 1974. 5. Тэлер Дж. и Пестель М. Анализ и расчет нелинейньпс систем автоматического управлени . М.-Л., Энерги 1964, с. 378-380 (прототип).