Система регулирования — SU 954933 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 954933 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Ф(53)М. Кл. С 05 В 13/02 Гоеударотеелный комитет СССР до делам изобретений и открытей(72) Авторы изобретения Научный совет по комплексной пробпеме Киберн АН СССР,54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИ й ссмыь и быстродей звес йчив Изобретение относится к системам с измененной структурей регулирования и может найти широкое применение при управпении динамическими объектами регупирования, например, летательными аппаратами при наличии ограничений на фазовые координаты системы.Известна система регулирования инерционными объектами при ограничении управляющего воздействия, содержащая последовательно соединенные усипитепь-преобразоватепь и исполнительный орган с нелинейной характеристикой типа насыщение, выход которого соединен со вхоДом объекта регулирования, выход которого соединен с одним из входов усипитепя преобразоватепя, и последоватепьно соединенные формироватепь сигнапа, ошибки - дифференпиатор, суммирующий усилитель и триггер, выход которого соединен со вторым входом исполнительного органа, причем входы усипитепя-преобразоватепя соединены с соответствующими входами формирователя сигнала ошибки 11,Недостатком и тно Я ются низкие усто оств ствие.Известна система регулирования, содержащая последовательно соединенные датчик регупируемого параметра, регулятор скорости, блок сравнения, регулятор тока, силовой преобразователь и испопнитепьный двигатель, первый выход которого соединен с датчиком регупируемого пара метра, а второй - со вторым входом бпока сравнения 121.Недостатком известной системы является ее низкая точность.Из известных систем наиболее близкой по технической сущности является система регулирования, содержащая датчик регулируемого параметра, выход которого соединен с выходом объекта регулирования, а выход - с вычислителем текущего значения цепевой функции, выход которого через логическое устройство соединен с управляющим входом коммутатора, к сигнальным входам которого подкпю4933 4выходной сигнал элемента с насыщением,О - порог насыщения, Уа - пороговые значения, фазовой координаты, при которыхнепинейный эпемент входит в область насыщения.Рассмотрим характеристики наибопеесущественных блоков системы.Уравнения движения динамическогообъекта регулирования 1 с учетом ограни чения фазовой координаты, т.е, с учетомналичия нелинейного элемента с насыщением имеют вид 15где Х =Х,1,х)- вектор сигнапов фазовыхкоординат, измеряемыхблоков датчиков 3 параметров движения объек та регулирования 1 иисполнительного органаобъекта 1;0 - сигнал управления динамическим объектом регупирования 25 1, вектор-функции Р(,О)вкпю.чает в себя функцию 1(;) вида, учитывающую ограничениесигнала фазовой координатыХ 1 (см, фиг, 1).,ные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами объекта регулирования, управляющие входы - с выходом логического блока, а выходы соответственно с вторым и третьим35входами формирователя сигнапа управпения,На фиг, 1 представпена статическаяхарактеристика нелинейного эпемента, снасыщением входящего в состав формиро 40вателя сигнала управления, или объектарегулирования системы; на фиг. 2 - общая функциональная схема системы; нафиг. 3 - один из возможных частных спучаев реализации обшей функциональнойсхемы системы.45Система регулирования содержит динамический объект 1 регупирования, формирователь 2 сигнала управпения, блок3 датчиков, первый 4 и второй 5 бпокипеременных коэффициентов коммутатор 6,дифференциатор 7, логический блок 8коммутатор 9, первый 10 и второй 11источники постоянного напряжения, объект 12 регулирования, усипитепь 13 и14. Также обозначены Х - измерительные сигнапы (фазовые координаты системы), У - согнан задания, Р - сигнайввму 1 пения, О - сигнап управпения,9)(2) чены выходы соответствующих источников постоянного напряжения, выход которого через интегратор подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого подключен к выходу объекта регулирования, а выход через формирователь сигнала управления - ко входу объекта , регулирования, причем в качестве функции цепи может применяться любая функция, в том числе и единичная (3 .Недостатком известной системы является ее низкая точность и быстродействие.Бель изобретения - расширение обпасти устойчивости и повышение точности и быстродействия системы.Поставленная цель достигается тем, что в систему регулирования,фсодержащую логический блок, вход которого соединен с первым выходом объекта регулирования, а выход - с управляющим входом коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго источников постоянного напряжения, а выход - к первому входу формироватепя сигнала управления, выход которого соединен со входом, объекта регулирования, дополнительно введены первый и второй блоки переменных коэффициентов, сигналь где Х а - пороговые значения сигналовфазовых координат Хд - значение цорога насыщения нелинейного элемента.Представленный на фиг, 2 объект регулирования 12, включает в свой состав,исполнительный орган, бпок датчиков 3 и,собственно, динамический объект регулирования 1,Этот объект регулирования 1 (см, фиг, 2) имеет две группы выходов, первая из которых представляет собой совокупность выходов на которых формируются сигналы ограниченных фазовых координат, а вторая - неограниченных.Формирователь сигнапа управления 2 формирует сигнал управпения 0 вида -КХ+,+Кх 1., )х хКх 11,. +Кп ХОФКп 161 фр х 4)+) хл 1 хагде вепичины и знаки коэффициентов Яп К" К пА зависят от параметров объекта регупирования 1 и других блоков, входящих в состав неизменной части системы.954находятся в исходном положении, при котором выходы блока датчиков 3 соединены с входом формироватепя сигнала управления 2 через усилитель 13, а сигнална выходЕ трехпоэиционного коммутатора 59 отсутствует,Это соответствует выражению (3),где коэффициенты;К;Кн усиления вусилителе 13 выбираются равными значениями по соответствующим сигналам фа-Оэовых координат. При достижении сигналом скорости изменения сигнала управления величины ограничения на выходелогического блока 8 типа эона нечувствительности появляется сигнал, ло которому срабатывают коммутаторы 6 и 9.При этом в соответствии с выражением(4) происходит изменение величин сигналов обратных связей путем подключениявыхода коммутатора 6 к выходу усилителя 14, Значение коэффициентов усиленияусилителя 14 определяется на уравнения (4).Кроме того, на вход формирователясигнала управления 2 подается дополнительный сигнал от одного из источниковпостоянного напряжения 10 (или 11) взависимости от конкретных условий.Причем значение и знак постоянногонапряжения на выходе коммутатора 9 оп- Зоредепяются из выражения (4),Указанные выше отдичитепьные особенности предлагаемого технического решения позволяют добиться расширение области устойчивости системы примерно на 3530%, повышения ее точности примернона 25%, и повышения быстродействия при 933 8мерно на 4% по сравнению с базовой системой.формула изобретенияСистема регулирования, содержащаялогический блок, вход которого соединенс первым выходом объекта регулирования,а выход - с управляющим входом коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго источниковпостоянного напряжения, а выход - к первому входу формирователя сигнала управления, выход которого соединен с входом объекта регулирования, о т и и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения области устойчивости и повышенияточности и быстродействия системы, вней дополнительно установлены первый ивторой блоки переменных коэффициентов,сигнальные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами объекта регулирования, управляющиевходы - с выходом логического блока, авыходы соответственно с вторым и третьим входами формирователя сигнала управления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР334551, кл, Я 05 В 13/02, 1971,2, Авторское свидетельство СССР754360, кл, Ц 05 В 13/02, 1977,3, Авторское свидетельство СССР557349, кл. й 05 В 11/01, 1975, Нефеочка Составитель тор Е, Кинив Техред Т,Ха 1/ 914арош орректо Закаэ 643 сноеСР/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 47 Тираж ВНИИПИ Госу по деламрственного комитета ССобретений и открытийЖ 35, Раушская наб., д