SU885971A1 - Релейный регул тор - Google Patents

Description

(54) РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР

I

Изобретение относитс  к регулирующим устройствам автоматики, оптимальным репейным системам управлени ,. к регул торам замкнутых систем с кусочно-посто нным управлением , обеспечивающим изменени  знака управл ющего воздействи  при состо ни х системы, определ емых гиперповерхност ми оптимального переключени .

Известен релейный оптимальный регул тор дл  объекта Y -то пор дка, содержащий Y датчиков информащш и И преобразователей переменных состо ни , координатный функциональный преобразователь и двухвходовой компаратор, причем выходы всех датчиков соединены со входами всех преобразователей переменных состо ни , выходы которых первого напр мую, а последующие через функциональный преобразователь , св заны со входами компаратора 1.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  релейный оптимальный регул тор, содержащий последовательно соединенные датчик переменной состо ни , устройство определени  знака, устройство перемножени  знаков

релейных сигналов и исполнительное устройство , выход датчика состо ни  св зан через устройство выделени  модул  с первым входом устройства запоминани  экстремума, выход которого соединен со входами первых функциональных преобразователей, причем выход устройства определени  знака через дифференцируклцее устройство св зан со вторым входом устройства запоминани  зкстремума 2.

10

Недостатком известного регул тора  вллетс  наличие методической погреншости .при определении моментов переключени  дл  объектов, передаточна  функци  которых выше второго пор дка. При определении момеи15 тов переключени  используетс  точка зкстремума измер емой переменной в пространстве состо ний, дл  которой известны только величина зкстремума переменной состо ни  и скорость ее изменени , равна  нулю.

20 Погрещность в таких системах вызвана отсутствием информации об ускорении и последующих производных в момент зкстрел ума измер емой переменной состо ни .

Цель изоброгени  - повышение точности регул тора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регул тор дополнительно введе11ы селектор положительных сигналов, интегратор, вторые функциональные преобразователи и компара-, торы, выходы устройства выделени  модул  и устройства запоминани  экстремума св заны соответствующими входами первого

компаратора, выход которого через последовательно соединенные селектор положительных

сигналов и интегратор св зан с первыми входами вторых функциональных преобразователей , второй вход которых соединен с выходом устройства запоминани  экстремума, а выход подключен к первому входу соответствующего второго компаратора, второй вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего первого функционального преобразовател , а третьи входы вторых компараторов подключены к выходу устройства выделени  модул , выходы вторых компараторов соединены с соответствующими входами устройства перемножени  знаков, а выход дифференцирующего устройства соединен со входом обнулени  интегратора.

На чертеже изображена блок-схема регул тора .

Регул тор включает в себ  датчик 1 переменной состо ни , устройство 2 определени  знака, устройство 3 перемножени  знаков релейных сигналов, исполнительное устройство 4, устройство 5 выделени  модул , устройство 6 запоминани  экстремума, первые функциональные преобразователи 7, дифференцирующее устройство 8, вторые компараторы 9, первый компаратор 10, селектор 11 положительных сигналов, интегратор 12, вторые функциональные преобразователи 13. Выход датчика 1 подключен к последовательно соедине 1ным устройствам определени  знака 2, перемножени  знаков 3 и исполнительному 4, а также последовательно соединеннъпм устройствам выделени  модул  5 и запоминани  экстремума 6. Выход устройства 6 соединен с первым входом компаратора 10, входами всех функциональных преобразователей 7 и первыми входами всех функциональных преобразователей 13. Выход устройства 5 подключен ко второму входу компаратора 10 и третьим входам всех компараторов 9. Выход компаратора 10 соединен со вторыми входами всех вторых функциональных преобразователей 13 через последовательно соединенные селектор положительных сигналов И и интегратор 12. Выходы соответствующих функционального преобразовател  7 и функционального преобразовател  13 подключены к первым двум входам

соответствующего компаратора 9, а выход -i -го компаратора 9 подключен к -f +1 входу устройства перемножени  3. Выход устройства 2 определени  знака через дифференцирующее устройство 8 подключен ко входам обнулени  интегратора 12 и устройства 6 запоминани  экстремума.

Устройство реализует следующий алгоритм и - sign хГ1 sign |х| TL; - f;

(t3,|xlmax)b где X - измен ема  переменна  состо ни 

.или сигнал, поступающий с датчика 1; Xi - координата переключени  при ускоре . НИИ и дальнейщих производных равным нулю, завис ща  от |х| rnaxj t3 - врем ; отсчитываемое от момента

экстремума;

I lmax- экстремальное отклонение сигнала х, снимаемое -с устройства 6, реализующего зависимость

Гх 1,11/30. eig-vi X - sig х ;

Kaxi niax,. , t dSigviX/dt O.

Сигнал sign x снимаетс  с устройства определени  знака, а сигнал sign (1х|-Х| - f j х Чэ I Vsx) J- с соответствующих вторых компараторов . Сигнал 1э IB регул торе формируетс  интегратором 12 в соответствии со следующей зависимостью;

dsig-hX Ф

Jsig nC/X/rMa7i )/)dt -и/лх.

0,dt

0, щ Vo.

Характеристика компаратора 10 - трехпозиционна  с зоной нечувствительности, так как на него пост пают равные 5игналы|х| max

при sign X sign х или разныеfj max /( при sign X - sign х. Селектор 11 положительных сигналов (может быть реализован диодом ) устран ет сбои в работе интегратора 12 при наличии помех на выходе устройства 5.

Функции XL закладываемые в функциональш к преобразователи 7 и fi(t3,(x|max) закладываемые в преобразователи 13 определ ютс  по следующей методике.

Если экстремум не  вл етс  гра1шчным,

т.е. в момент экстремума , то изображающа  точка в момент экстремума в п-мерном пространства состо ний находитс  в п-2 -мерной области, дл  которой определены X «max и О, а последующие производные

Claims (2)

1. могут быть произвольными. В области фиксируемого .экстремума выдел ют одномерное многообразие по параметру х и наход т семейство оптимальных переходных процессов при фиксированном Одномерное многообрази начальных условий дает п-1 кривую совокугенести точек дл  каждого переключени  в п-мер ном пространстве состо ний. Дополн   п-мерное пространство состо ний до п+1-мерного координатой времени, отсчитываемого от момента экстремума или от момента времени начала процесса в расчете, проектируют полученные кривые на плоскость х, t. Расчет повтор ют дл  разных значений Хщах- Полученную функцию проекций кривой дл  i-ro переключени  и дл  определенного значени  Хтах разбивают на две части Xi и fi(t3, х max), где Xi - величина координаты переключени  по координате X, при X О, а fKtg, )xlmax)- приращение -ЭТОЙ координаты при изменении х. Величины Xi дл  i-ro переключени  объедин ют в функциональную зависимость Xi f(Xfnax) И закладывают в i-ый функциональный преобразователь 7, а приращени  fi(t3, Ixfrnax) в i-ый двухкоординатный функциональный преобразователь 13. Управл ющее воздействие на первом интервале определ етс  устройством определени  знака согласно выражени  U -sign х при этом на второй и последующие входы устройства 3 подаютс  сигналы -Не компараторов 9. Момент экстремума определ етс  компаратором 10, сигнал с которого в этот момент становитс  +1 и интегрируетс  интегратором 12. Совокупность сигналов с двух i-ых преобразователей 7 и 13 определ ет значение i-ой координаты переключени , равное сумме Xi+fi(t3 X. rnax)- Компараторы 9 переключаютс  последовательно в момеит равенства модул  измер емого сигнала координате переключени  по мере уменьшени  измер емого сигнала и реализуют с помощью устройства 3 п-1 переключение управл ющего воздействи . При отработке рассогласовани  в момент х О схема приходит в исходное состо ние за счет обнулени  устройства запоминани  экстремума 6 и интегратора 12. Регул тор исключает ощибки при определении моментов переключени  дл  объектов, передаточна  функци  которых выше второго пор дка, так как учитывает дл  определени  моментов переключени  значени  переменных: измер емую переменную и ее скорость, равную нулю, отнесенные к моменту не граничного экстремума и ускорение в момент экстремума за счет введени  в регул тор времени. Использование времени, отсчитываемою от момента 714 экстремума, устран ет методическую погрещность в определении координаты переключени , равную величине fi(t3, |x/max)Повышение точности распшр ет класс объектов , дл  которых предлагаемый регул тор дает квазиоптимальное рещение. Формула изобретени  Релейный регул тор, содержащий последовательно соединенные датчик переменной состо ни , устройство определени  знака, устройство перемножени  знаков релейных сигналов и исполнительное устройство, выход датчика состо ни  св зан через устройство выделени  модул  с первым входом устройства запоминани  экстремума, вьтход которого соединен со входами первых функциональных преобразователей , а выход устройства определени  знака через дифференцирующее устройство св зан со вторым входом устройства запоминани  экстремума, отличающийс   тем, что, с целью повыщени  точности, он содержит селектор положительных снгналов, HHTerjDaTop, вторые функциональные преобразователи и компараторы, выходы устройства выделени  модул  и устройства запоминани  экстремума св заны с соответствующими входами первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные селектор положительных сигналов ,и интегратор св зан с первыми входами вторых функциональных, преобразователей, второй вход которых соединен с выходом устройства запоминани  экстремума, а выход подключен к первому входу соответствующего второго компаратора, второй вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего первого функционального преобразовател , а третьи входы вторых компараторов подключены к выходу устройства выделени  модул , выходы вторых компараторов соединены с соответствующими входами устройства перемножени  знаков, а выход дифференцирующего устройства соединен со входом обнулени  интегратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Павлов А. А. Синтез релейных систем, оптимальных по быстродействию. Наука, 1966, с. 209-219.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 283354, кл. G 05 В 17/00, 1974 (прототип).