Изобретение относитс к квазиоптимальному по быстродействию управлению колебательным линейным объектом второго пор дка, уравнение которого имеет вид у + + КД, где у - регулируема координата; Х входна соорди.натаг К - коэффициент передачи объекта Vij - собственна частота; /2-У - параметр затухани , с помощью сервомотора посто н ной скорости, может найти применение при управлении технологическими процессёми в цветной металлургии, при построении автопилотов пилотируеквлх и беспилотных летательных аппаратов и авторулевых надводных и подводных кораблей, судов на воздушной подушке По основному авт. св. 442456 из вестно устройство дл автсжатического управлени , содержащее последовательно соединенные первый сумматор, первый релейный усилитель, сервомотор и измеритель его выходной величины , а также измеритешь -и задатчйк регулируемой величины; св занные со входом элемента сравнени , первый .дифференциатор, выход которого через выпр митель подключен к первому входу блока умножени , второй вход кото рого соединен с измерителем выходной тггличины сервомотора, а выход - с первым входом cyNwiaTopa, второй дифференциатор и второй сумматор, входы которого соединены с выходами элемента сравнени непосредственно и через дифференциатор, первый выход ьторого сумматора св зан со вторым входом первого сумматора, а второй выход - со входом первого дифференциатора Недостатком известного устройства вл етс его низкое быстродействие при отработке ступенчатых задающих воздействий. Цель изобретени - повышение быстродействи устройства при отработке ступенчатых задающих воздействий . поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дополнительно установлен второй релейный усилитель, причем выход измерител выходной величины сервомотора соединен со вторым входом блока умножени через второй релейный усилитель. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - фазовый портрет устройства; на фиг. 3 - результаты моделировани устройства. Устройство включает первый сумматор 1, первый релейный усилитель 2, сервомотор 3, элемент 4 сравнени задатчик 5 выходной величины объекта , измеритель 6 выходной величины объекта, первый дифференциатор 7, второй сумматор 8, второй дифференци атор 9, блок 10 умножени , выпр митель 11, измеритель 12 выходной величины сервомотора,- объект 13 и второй релейный усилитель 14. На фиг. 2 и 3 обозначены у и Уо соответственно выходна величина объ кта 13 и ее перва производна.й; ё - значение относительной ошибки; g - нормированноеступенчатое задающее воздействие; функци переключёни ; f,- производна сигнала ошибки устройства. Устройство работает следующим образом . При подаче ступенчатого задающего сигнала g задатчик 5 выходной величи ны объекта выдает на элемент 4 сравнени сигнал, который сравниваетс с сигналом у, идущим с измерител 6 выходной величины объекта. С выхода элемента сравнени сигнал ошибки (рассогласовани ) g - у подаетс на один из входов второго сумматора 8и на вход второго дифференциатора 9. С выхода второго дифференциатора 9сигнал первой Производной подаетс на второй вход второго сумматора 8, на выходе которого формируетс сигнал пропорциональный f оС , подаваемый на первый вход первого сумматора 1 и на вход первого дифференциатора 7. С выхода первого дифферен циатора 7 сигнал обе Ё подаетс , на вход выпр мител 11. Сигнал/о4. , с выхода выпр мител 11 идет на первый вход блока 10 умножител . На второй вход блока 10 умножител приходит сигнал С sign/cc выхода второго релейного усилител 14, на вход которо го подаетс сигнал с измерител 12 выходной величины сервомотора. После перемножени сигналов в блоке 10 умножени .сигнал, пропорциональный li+d. sign, с выхода блока 10 умножени подаетс на второй вход первого сумматора 1, где и формируетс закон управлени .fc c/6+dL6/siJ И) В соответствии с законом управлени (1) происходит переключение первого релейного усилител 2, управл ю щего движением сервомотора 3. Сервомотор 3 перемещает орган управлени , воздействующий на объект, и обеспечивает приведение выходной величины .объекта 13 к заданному значению. Динамика системы автоматического управлени , в составе которой работа ет предлагаемое устройство, описываетс следующей системой ур рнений: уравнение объекта y+a y+a/jy K f (2) уравнение ошибки € д - у (3) уравнение привода Кр. signs (4) уравнение функции переключени (У - ( 6, i, t.,.) (5) , где у. - выходна величина объекта К - коэффициент передачи объекта 13; - выходна величина сервомотора 3; К- - коэффициент передачи привода (сервомотора 3 с первым релейным усилителем 2); g ступенчатое задаюиее воздей-. ствие. Выходна величина у; объекта и ее перва у и втора у производные дл указанной выше системы принимают значени Г l K -f-fe)i м - с . 2 2ККр + ) Проекции фазовых траекторий описанной выше системы на плоскость у. , у представл ют собой логарифмические спирали с фокусами, расположенными в точке (-1; 0) при sign С +i и в точке ( + 1; 0) при signs -1. При отработке устройством ступенчатых управл ющих воздействий g эксивалентные начальные .услови в уравнени х (2)- (5) имеют вид to--bo; o g (7) и, соответственно, выходна величина объекта и ее производные равны wo; -- ||f-8-ce) Оптимальна по быстродействию отработка таких начальных условий происходит за три интервала управлени .рпространстве монотонных процессов ё const и определ етс условием --5igv4(v-,+ ) -sigvig-, 19) 1,де, , причем на последнем интервале движение к началу координат происходит по нулевоА фазовой траектории (фиг, 2, траектори CFO).. В случае близкого к оптимальному по быстродействию управлени колебательным объектом движение должно происходить за два интервала управлени и интервал скольз щего движени , в течение которого координаты у прихо д т к 1асимптотически устойчивому положению равновеси О в соответствии с U 0. Дл этого необходимо, чтобы движение системы при отработке . нэ альных условий (7) происходило в области const, было ограничено нулевой фазовой траекторией (например , CFOLM дл случа g 0) и чтобы в окрестности начгша координат выпол н лись необходимые и достаточные услови существовани скольз щего режи ма СГ(, а движение 6 О было устойчивым |V4- О/. Рассматрива закон переключени в виде. C5--{ ie €) /., (0) . где R и oL - неизвестные, и определ R и снисход из необходимости выполнени перечисленных условий , можно найти, 4Tocii 2/а, n. Следовательно, алгоритм переключ ни 4l,e 0-/|i-i/() должен обеспечивать квазиоптимальну по быстродействию отработку ступенчатых задающих воздействий, причем независимо от параметра К. На фиг. 3 приведены результаты цифрового и аналогового (с реальным блоками умножени , дифференцировани выпр млени и с реальными релейныг ш усилител ми) моделировани описанно выше систек л управлени согласно уравнени м (2)-(5) с предлагаемым устройством дл управлени , реализующим закйн переключени (10) . Графики определ ют значение относительной ошибки D системе (2)-(5) с законом переключени (10) в тот момент, оптимальный по быстродействию процесс (в гипотетической строго оптимальной системе) отработки нормированного ступенчатого задающего воздействи заканчиваетс (€/topt / 0) . Указанные графики характеризуют близость переходных процессов к оптимальным по быстродействию и Ьозвол ют определить интервал задгиощих воздействий, отрабатываемых с ошибкой менее 10% за минимально возможное врем (g g , фиг. 3). Конструкци предлагаемого устройства позвол ет повысить его быстродействие почти на 0,4% по сравнению с известным. Формула изобретени . . Устройство дл автоматического управлени по авт. св. 442456, отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи устройства при отработке ступенчатых задающих воздействий, в нем дополнительно установлен второй релейный усилитель, причем выход измерител выходной величины сервомотора соединен со sTOftiM входом блока умножени через второй релейный усилитель. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 442456, кл. G 05 В 11/16, 1973.
ui. i JO 10 30 HO ( pat. 3