Система управления
Патент 1024877
Авторы
Классы МПК
Система управления
Иллюстрации
Реферат
„„SU„„1024877
СОЮЗ COBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК а}) г 05 В 13/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3371512/18-24 (22) 24 ° 12.81 (46) 23.06.83. Бюл. М 23 . (72) e.A. Борцов, Ю.А. Пахомов, Н.Н. Пашков и И.Б. Юнгер (71).Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В И. Ульянова (Ленина). (53) 62-50 (088.8) (56) 1. Уткин В.И. Скользящие режимы в .задачах оптимизации и управления. М., "Наука", 1981, 2. Юнгер И.Б. Использование режиМоВ близких к скользящим, в нестационарных электромеханических .системах.""Изв, ВУЗов. Электромеханика", 1979 H 3, (прототип). (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая первый блок дифференцирования, последовательно соединенные первый сумматор, элемент переменной струк" туры и объект управления, выход которого соединен с первым входом первого сумматора и через второй блок дифференцирования - с вторым входом первого. сумматора, и последовательно соединенные- блок выделения модуля и второй сумматор, .к второму входу которого подключен выход блока опорного напряжения, а -выход второго сумматора соединен с вторым входом элемента переменной структуры, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения системы и повышения надежности при сохранении статических и динамических свойств, выход перво- Е го сумматора через первый блок дифференцирования подключен к входу блока выделения модуля.
102<877
Изобретение относится к автомати" ческому управлению нестационарными объектами, например, в роботостроении в системах автоматического управления приводами рабочих органов мани" пуляционных роботов, в станкострое" нии в системах автоматического управления приводами главного движения металлорежущим станков, в металлургии в системах автоматического управления приводами прокатных стан" ков.
Известны системы автомвтического управления с сигнальным типом адап" тации, имеющие в своей структуре элементы с разрывной характеристи" кой, блоки выделения модуля, блоки дифференцирования, сумматоры, системы с внешним возбуждением и само" осциллирующие системы (1)
Однако практическое применение данных методов управления ограничено.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является система автоматического управления с переменной структурой, содержащая первый блок дифференцирования, по" следовательно соединенные первый сумматор, элемент йеременной структуры и объект управления, выход ко" торого соединен с первым входом первого сумматора и через второй блок дифференцирования - с вторым входом первого сумматора, и последо вательно соединенные блок выделения модуля и второй сумматор, к второму входу которого подключен выход блока опорного напряжения, а выход второго сумматора соединен с вторым . входом элемента переменной структуры (2)
Недостатком известной системы является большая сложность и, вследствие этого, пониженная надежность, Сложность системы управления определяется необходимостью наличия коор. динат, в которых присутствует информация о внешних воздействиях. Для обработки этой информации в системе управления существует специальная подсистема, содержащая блоки дифференцирования сигнала по току якоря двигателя, блоки выделения модуля, выходы которых соединены с входами элемента переменной структуры, не» обходимостью осуществления компен" сации нулей, имеющихся в передаточной функции объекта, что осуществляется блоками дифференцирования, где 0 л
55у
2П Е П управляющее воздеиствие на объект управления, элемент матрицы управления, элемент матрицы разделяющей поверхности, блоками выделения модуля, выходы,которых соединены с входами элемента переменной структуры. Для формирования воздействия по управлению син"
5 тезируется еще одна подсистема, содержащая динамическое звено, блоки выделения модуля, выходы которых со" единены с входами элемента переменной структуры. Таким образом, в
20 известной системе число блоков дифференцирования выходного сигнала ско. рости двигателя становится равным порядку объекта (n-l).
Цель изобретения - упрощение сис15 темы и повышение надежности при сохранении статических и динамических свойств системы.
Цель достигается тем, что в систему автоматического управления, 2ц содержащую первый блок дифференцирования, последовательно соединен" ные первый сумматор, элемент переменной структуры и объект управле" ния, выход которого соединен с пер25 вым входом первого сумматора и через второй блок дифференцирования - с вторым входом первого сумматора, и последовательно соединенные блок выделения модуля и второи сумматор, 36 к второму входу которого подключен выход блока опорного напряжения, а выход второго сумматора соединен с вторым входом элемента переменной структуры, выход nepeoro сумматора
Э5 через первый блок дифференцирования подключен к входу блока выделения модуля.
На чертеже изображена структурная схема предлагаемой системы управления
40 Система автоматического управления содержит первый сумматор 1, пер-. вый 2 и второй 3 блоки дифференциро-вания, блок 4 выделения модуля, второй сумматор, элемент переменной
45 структуры 6, блок опорного напряжения 7 и объект управления 8.
Предлагаемая система управления реализует функцию управления в виде
024877
55
- координата системы после линейного неособого преобразования;
- входной сигнал задания, O,N - -равномерности вектора состояния системы и .век" тора управления соответственно.
Система управления работает следующим образом.. 1
Входной сигнал Ч через сумматор
1 передается на первый вход элемента переменной структуры 6 и одновременно на вход второго блока дифференцирования 2. При неизменном входном сигнале первая производная его равна нулю и на выходе второго блока дифференцирования 2 отсутствует сигнал, который должен поступать на .вход блока выделения модуля 4, с,вы- 2ц хода которого поступает на первый .,вход второго сумматора . Поэтому на второй вход элемента переменной структуры 6. поступает сигнал, про" порцис нальный только:величине опорного напряжения, задаваемого блоком опорного напряжения 7 на втором входе сумматора 5. На выходе элемента переменной структуры 6 Формируется сигнал являющийся функцией сигна 3 лов его первого и .второго входов, который поступает на вход объекта .управления 8. При номинальных параметрах объекта управления 8 и отсутствии внешних воздействий на объект управления 8, сигнал на выходе объек" та управления совпадает с входным сигналом. На восходе первого суммато«ра 1 сигнал равен нулю и соответственно на первый вход элемента nt pe"
4 меннои структуры 6 сигнал не поступает, и сигнал не выходе блока 6 является функцией только сигнала на его втором входе.
Предположим, что параметры объекта управления 8 отличаются от заданного и на него действуют внешние воздействия. Тогда сигнал на выходе объекта управления 8 не совпадает с входным сигналом, поэтому на выходе первого сумматора 1 появится . сигнал, пропорциональный отклонению от заданного выходного сигнала и его первой производной. Этот сигнал поступает одновременно на первый вход элемента переменной структуры 6 и на вход второго блока дифференцирования 2. На выходе блока 2 появляется сигнал, равный первой производной от сигнала, пропорционального отклонению выходного сигнала системы и его,первой производной, который подается на вход блока 4 выделения модуля. На выходе блока 4 появляется сигнал, пропорциональный модулю производной отклонения выходного сигнала и второй производной выходного сигнала системы. К сигналу с выхода блока 4 добавляется с помощью блока
7 постояйное напряжение, определяемое требуемым значением амплитуды разрывного управления LI, и суммарный сигнал поступает на второй вход элемента переменной структуры б. С выхода элемента 6 сигнал, являющийся функцией знака сигнала на первом входе и величиной амплитуды сигнала на,втором входе, подается на вход объекта управления 8, вынуждая выходной сигнал объекта измениться
s сторону уменьшения отклонения от заданного значения и обеспечивая попадание системы на гиперпло кость скольжения где 6 - точка разрыва многознач" ной вектор-функциис (б) . После того, как система попадает на гиперплоскость скольжения б, она уже не может сойти с нее, так KBK tip@ KsN» дом отклонении изображающей точки от заданной гиперплоскости формируется сигнал воздействия на объект управления 8, который возвращает-язоб-. ражающую точку на заданную гиперплоскость скольжения 6 . Дальнейшее движеwe происходит в скользящем режиме. вдоль гиперплоскости, которая заранее выбрана таким образом, чтобы проходила через начало координат.
Практически это означает, что в результате конечного числа переключений, объект управления 8 за счет введенного дополнительного воздейст; вия, пропорционального первой произ водной отклонения выходного сигнала
4 от заданного и второй производйои выходного сигнала на вход элемента пе- ременной структуры 6, приводится в состояние, когда отклонение выходного сигнала от заданного близко к нулю с любой заданной степенью точности.. Таким образом, предлагаемая систе" ма управления при введении новой связи с выхода первого сумматора 1
Составитель А. Лащев
Редактор В. Иванова Техред О.Неце Корректор А. Повх
Заказ 4392/43 Тираж 874 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная., 4
Ь через первый блок дифференцирования
2 с входом блока выделения модуля 4 обеспечивает сохранение высоких статических и динамических свойств при существенном сокращении блоков и элементов системы, что повышает
1024877 6 надежность ее работы. Тем самым цель изобретения достигается.
Технико"экономический эффект от внедрения изобретения обусловлен
g повышением надежности работы систе" мы автоматического управления 5-6 раз.