Релейно-линейный регулятор

Релейно-линейный регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РЕЛЕЙНО-ЛИНЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР , содержащий последовательно соединенные релейный регулятор, переключак) щее устройство и исполнительное уст1ройст-. ,во, причем каждый вход релейного регулятора соединен с выходом соответствующего датчика состояния объекта и с соответствующим входом линейного регулятора, выход которого подключен к второму входу перзключакяцего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности релейнолинейного регулятора, он содержит селектор сигналов и последовательно соединенные первое дифференцирукяцее устройство, первый интегратор, первый компаратор, второе ди})фёренцирующеё устройство, второй интегратор и второй компаратор, подключенный выходом к управшюшему входу переключакяцего устройства, первый вход которого соединен с входом первого дифференцирующего устройства, вход : селектора сигналов подключен к выходу первого компаратора, а выход - к второму входу второго интегратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) 605 В 1.3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ййЬДВц;.,7„

Ф

° ю

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3369300/18 24 (22) 18.12.81.. (46) .15,04,83, Бюл, K 14 (72) К. Г. Фаворский . (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 62-50(088.8) (56) 1. Репников А. B. Колебания в оптимальных системах автоматического регулирования. N., "Машиностроение, 1968, 2, Квакернак Х.,Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. N,„Мир, 1977, 3. Авторское свидетельство СССР

34 283354, кл. 605 В 17/00, 1.960 (HPoT0TtKtt) . (54)(57) РЕЛЕЙНО-ЛИНЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные релейный регулятор, цереключаю=

„,SU„„1012200

mee устройство и исполнительное устройст во, причем каждый вход релейного регулятора соединен с выходом соответствующего датчика состояния объекте и с соответ- . ствующим входом линейного регулятора, выход которого подключен к второму входу переключающего устройства, о т л и— чающий с ятем,что,с цельюповышения точности и надежности релейнолинейного регулятора, он содержит селектор сигналов и последовательно соединенные первое дифференцирующее устройство, первый интегратор, первый компаратор, второе ди ференцирующее устройство вто-: рой интегратор и второй компаратор, подключенный вь1ходом к управляюшему вхо- t ду переключающего устройства, первый е вход которого соединен с входом первого дифференцирующего устройства, вход селектора сигналов подключен к выходу % первого компаратора, а выход — к второму входу второго интегратора.

1 1012200 2

Изобретение относится к регулирующим устройствам автоматики, в частности к оптимальным системам управления.

Известен релейный регулятор, обеспечивающий оптимальное, например, по 5 быстродействию, управление при переводе состояния объекта из одной точки в другую 1).

Недостатком известного регулятора являются наличие в режиме стабилизации 10 автоколебаний.

Известен линейный регулятор, обеспечивающий отсутствие автоколебаний в режиме, стабилизации состояния объекта в окрестности точки приведения pe. 45

Недостатком линейного регулятора является неудовлетворительное быстродейст« вие.

Совмещение регуляторов релейного, используемого в переходном режиме, и ли- 20 нейного в режиме стабилизации обеспечивает качество переходного процесса, эффективность фильтрации помех и парирование возмущений.

Наиболее близким к предлагаемому. 25 является релейно-линейный регулятор, содержащий последовательно соединенные релейный регулятор, переключающее устройство и исполнительное устройство, причем каждый вход релейного регулятора соединен с выходом соответствуккцего датчика состояния объекта и с соответствующим входом линейного регулятора, выход которого подключен к второму входу переключающего устройства (3).

Недостатком известного регулятора является то, что для объекта р-го по рядка на основании информации, поступающей с K датчиков„без применения наблюдателей невозможно аппаратурно реализовать замкнутую область вокруг конечной 40 точки приведения и фиксировать попадание точки, определяющей состояние объекта, в .эту область. B случае, если K

И или при применении наблюдателей 1 2) такая область реализуется по сигналам с датчиков устройствами, в которых опре>деляются соотношения . X<)

Бель изобретения. — повышение точнос-, ти и надежности релейно-линейного регулятора, Поставленная цель достигается тум, что регулятор содержит селектор сигналов и последовательно соединенные первое дифференцнруюшее устройство, первый интегратор, первый компаратор, второе дифференцирующее .устройство, второй интегратор и второй компаратор, подключенный выходом к управляющему входу переключающего устройства, первый вход которого соединен с входом первого дифференцируюшего устройства, вход селектора сигналов подключен к выходу первого компаратора, а выход — к второму входу второго интегратора.

На фиг. 1 представлена блок схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2— графики процессов в блоках системы.

Система состоит из релейного регулятора 3. линейного регулятора 2, датчиков 3 состояния объекта, переключающего устройства 4., исполнительного устройства

5, первого дифференцирующего устройства

6, первого интегратора 7, первого компаратора 8, второго дифференцирующего устройства 9, селектора 10 сигналов, второго интегратора 11 и второго компаратора

12, Объект управления является и -мерным, и для измерения его состояния регулятор содержит K датчиков 3 состряния объекта. Первые входы интеграторов 7 и

11 являются обнуляюшими.

Регулятор работает следующим образом.

Оптимапьный переходный процесс в общем случае должен протекать в И интерв;.лов знакопостоянства управления (теорема об И интервалах) релейного регулятора и выйти затем на автоколебательный цикл. Работа схемы основана на том, что длительность интервалов знако постоянства управления зависит от начальных условий цроцесса приведения.

Чем меньше состояние объекта отличается от состояния, определяемого конечной точкой приведения, тем меньше время каждого из И интервалов оптимального приведения, а при увеличении рассогласования между начальной и конечной точками, время хотя бы одного любого интервала должно увеличиваться. Поэтому, оценивая время каждого из И интервалов, можно оценить удаленность состояния объекта от конечной точки приведения, т. е. задать область в 1 -мерном пространстве, при попадании в которую целесообразно переключать управление на линейное.

200 ф

I чину полупериода автоколебаннй. Первь1й интегратор 7 н первый компаратор 8 orfpeделяют, что длительность интервала знакопостоянства управления мало превышает полупериод колебаний. Из этого условия выбирается величина напряжения

КА . йля того, чтобы переходный процесс закончился, а нэ несколько интервалов управления подряд прошли с малой длительностью, необходимо, чтобы количество интервалов с длительностью, опреде;ляемой полупериодом колебаний, было больше и . Это определяется вторым ининтегратором 11 и вторым компаратором

l2. Из этого условия выбирается вели чина напряжения К . лесть, что позволяет судить о состоянии объекта в q --мерном пространстве, тогда как прототип способен оценить состояние лишь в и -мерном пространстве по

K измеряем,ым переменным состоянйя.

Переход во временную область повышает так же цомехозащитность системы, так как аддитивные помехи датчиков уже фильтруются в релейном регуляторе, и интеграторы не вносят дополнительных помех.

Йля устранения ложных переключений релейного управления перед дифференцирующим устройством 6 может быть помещен фильтр высоких частот. Йля аппаратурной реализации предложенной схемы требуется меньше элементов, чем íà реализацию K устройств определения модуля сигналов, измеряемых К датчиками, К компараторов, для сравнения амплитуд сигналов. и построения логического устройства, обрабатывающего сигналы ком пар аторов.

Испо тьэование изобретения позволяет снизить затраты на его производство и повысить экономичность регулятора в ,эксплуатации. !

3 -- 1012

На фиг. 2 показаны графики. сигналов.

Цифрой 1 помечен выходной сигнал релейного регулятора. От момента 0 до момента A показано изменение управляющего-„zrHana„o eo e o IIepoxo oII pe- S ким, от момента А до момента Б пока.зано изменение управляющего сигнала, обеспечивающего автоколебательный режим стабилиэапии., Выходной сигнал релейного регулятора 1 ди ференцируется уст- 10

„ройством 6q импульсы, снимаемые с уст,ройства 6 (на фиг. 2 помечены пи@рой

2 ), подаются на обнуляющий вход интег1 ратора 7, на другой вход которого подается постоянное напряжение. При этом вы- !3 ходной сигнал интегратора 7 имеет пило-образную форму, момент окончания нарас- тания которо определяется моментом прн-, Повышение точности достигается за и

Р хода импульса с устройства 6 (график ð счет того, что информация о состоянии фиг. 2). Напряжение, снимаемое с ии- — 20 объекта переводится во временную обтегратора, сравнивается с постоянным напряжением Kg в первом компараторе

8. Селектор 10 отрицательных сигналов, который может быть реализован диодом, пропускает только отрицательные сигналы 2S

Ф (график 4, фиг. 2) . на вход второго интегратора 11. B моменты изменения амплитуды сирнала первого компаратора

8 на обнуляющий вход интегратора поступают жмпульсы (график 5 ), снимаемые ф . с устройства 9. Напряжение с второго интегратора 11 достигает уровня напряжения K, заложенного во втором компараторе l2, только при условии, что с первого компаратора 8 поступает отрицательИ ный сигнал в течение периодов автоколе/

Ю баний. В момент Б, когда изменяется напряжение на втором компараторе 12, переключающее устройство 4 переключает исполнительное устройство на работу от линейного регулятора. Времена ин,тервалов могут быть-разными, но в случае, когда точка, определяющая состояние объекта, попадает в область автоко.лебательного цикла, длительность каждого из интервалов энакопостоянства управ45 ления не должке намного превышать вели1012200

1012200

Составитель B. Нефедов

Редактор Л. Алексеенко Техред М.Тенер Корректор, И. Шулла:

Заказ 2759/57 .Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035 Москва 2К35 Раушская наб,; д, 4/6 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Пректнаи, 4