Система управления с переменной структурой

Система управления с переменной структурой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ .СТРУКТУРОЙ, содержащая последовательно соединенные элемент сравнения , усилитель и первый ключ, последовательно соединенные дифференциатор , блок формирования функции переключения и реле, подключенное выходом к управляющему входу первого ключа, выход, а также первый и второй входы элемента сравнения подключены соответственно к второму входу блока формирования функции переключения, к выходу объекта и выходу задатчика, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности системы, она содержит последовательI но соединенные элемент памяти, вто (Л рой ключ и инвертор, подключенный выходом к входу объекта, выход перс вого ключа соединен с входом элемента памяти, второй выход и управляющий вход второго ключа подключены соответственно к входу объек та и выходу реле. 1 ел 4)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСтиЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 )4 С 05 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3697666/24-24 (22) 03.02.84 (46) 07.08.85. Бюл. ¹ 29 (72) К.А. Рустамов, M.È. Мамедов, А.А. Гаджиев и P.Ä, Мусаев (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (53) 62-50(088.8) (56) Сю Д., Мейер А. Современная теория автоматического управления .и ее применение. — М.: Машиностроение, 1972, с. 80, рис. 4.6.

Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменной структурой. — M. Наука, 1967, с.57, рис. 2.1, с. 59, рис. 2.3, с, 60, рис. 2.4. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ .СТРУКТУРОЙ, содержащая последовательно соединенные элемент срав„„ЯО„„.1 173 754 кения, усилитель и первый ключ, последовательно соединенные дифференциатор, блок формирования функции переключения и реле, подключенное выходом к управляющему входу первого ключа, выход, а также первый и второй входы элемента сравнения подключены соответственно к второму входу блока формирования функции переключения, к выходу объекта и выходу задатчика, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности системы, она содержит последовательно соединенные элемент памяти, второй ключ и инвертор, подключенный выходом к входу объекта, выход первого ключа соединен с входом элемента памяти, второй выход и управляющий вход второго ключа подключены соответственно к входу объек та и выходу реле, 1171754

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию линейными динамическими объектами и может быть использовано для управления различными технологическими 5 процессами.

Цель изобретения - повышение быстродействия к точности системы.

На )Риг. 1 изображена структурная схема системы; ана фиг. 2 — схема ,принципа действия системы на правой ,полуплоскости фазового портрета.

Система управления содержит элемент 1 сравнения, усилитель 2, двухканальный коммутатор 3 с паматью, 15 включающий в себя первый ключ, второй ключ 5 и элемент 6 памяти, инвертор

7, объект 8 управления, дифференциатор 9, блок 10 формирования функции переключения, реле 11. 20

Система управления работает по следующему алгоритму:

О, V = 1,если (х,x)eG

-Kx.=const V-=1

У где х„=g-.)) — сигнал ошибки; — входное воздействие (задание); — выходная координата объекта;

Ч=5)ф))P ) Р=Sx„) S=xz+cx„) с Z))Lk, 6 С)„VG х х„- производная ошибки; ())(7 0, k ) Π— коэффициенты усиления системы и объекта 8 с передаточ- 35 ной функцией k/Ð ; х, х — начальные значения ошибки

1о и ее производной.

На выходе элемента 1 сравнения на основании поступающей с объекта 40

8 информации Y и задания g формируется сигнал ошибки х = g — ч" ко1

Э ) торый подается на вход усилителя 2.

На выходе последнего формируется сигнал управления, который подается на ключ 4.

В блоке 10 формирования функции переключения на основании поступающей с элемента 1 сравнения информации х1 и с дифференциатора 9 — х 50 формируется сигнал переключения Р

Sx который подается на вход реле 11, выходной сигнал V = sign Р.

Последний подается на управляющий вход коммутатора 3, который управ-, 55 ляется следующим образом.

При V = 1 (Sx1 1 О) ключи 4 и 5 находятся в. нормально разомкнутом положении 1, при.V = -1 (Бх„(0) — в нормально замкнутом положении ы а

До включения системы ключи 4 и 5 находятся в нормально замкнутом положении ы . При этом на выходе элемента 6 памяти имеется нулевой сигнал. Если при пуске системы начальное состояние (х ) находит1о о ся в области G = G v G где

) х

V =-1 (Sx„(0), то ключи продолжают оставаться в положении сх и через инвертор 7 на вход объекта 8 подается нулевой сигнал управления U = О.

При этом до оси х изображающая точка двигается по прямой линии (траектория 1, фиг. 2).

После перелета оси х выходной сигнал реле 11 меняет знак, т.е.

V = 1 (Sx„ 7 О), и ключи 4 и 5 переключаются в положение

В этом случае через элемент 6 памяти на вход объекта 8 подается сигнал управления .U = c(х. При этом до

1 линии S = О изображающая точка двигается по эллипсу (траектория 71 фиг. 2) . Далее в области G выходной и сигнал реле.11 опять изменяет знак, т.е, S.= -1 (Бх1 (О), и ключи 5 и 4 переключаются в положение a .

В этом случае через инвертор 7 на вход объекта 8 подается постоянный сигнал управления U = с х е(-1)=

-о х1, соответствующий значению сигнала на входе элемента б памяти в момент его размыкания. Тогда изображающая точка в начало координат двигается по параболе (траектория Ш., фиг. 2).

Выбором углового коэффициента линия переключения $ — — О, как С = 1Г2ЫЕ, обеспечивается прохождение парабол (траектория III, фиг. 2), начинающихся по линии переключения $ = О, через начало координат, поскольку для начальных условий (х„, х ) параболы х . х =- +с

2kU (является решением канонического уравнения объекта при U = const (О) находящихся на линии переключения

S = О, удовлетворяется соотношение

z с =х + — =О

xmas

2kU так как на линии S = ха т ll2dk х„=О имеем х = — ll2alkx и U = а(х

2Е H )5

const.

3=0

Составитель В. Кузин

Техред )K.Кастелевич Корректор М. Пожо

Редактор Н. Бобкова

Заказ 4861/39 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1171754 4 м

После преодоления иэображений изображающая точка в начало коордиточки, двигающейся по параболе зоны нат приводится при постоянном энанечувствительности системы в нача- чении управляющего воздействия (ее ле координат, происходит переключе- значение не зависит от фазовых коорние струтуры и управляющее воздейст- динат и, следовательно, не уменьшавие принимает ничтожно малое значе- ется по мере приближения в начало ние U =с х О, так как в пределах координат), причем это значение тем эоны нечувствительности в окрестнос- - больше, чем больше удаленность.изобти начала координат х„Ф О. ражающей точки от начала координат

Далее система практически поддер- 10 в момент переключения структуры. живается в начале координат (при.

U = О начало координат является ус- Таким образом, при несложной тойчивым положением равновесия). конструкции системы предлагаемое

Повышение быстродействия предлага- решение позволяет повысить точность емой системы достигается тем, что 15 регулирования и быстродействие пепосле переключения на линии S = О реходного процесса.