Многоканальная система экстремального регулирования

Многоканальная система экстремального регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая в каждом канале регулирования последовательно соединенные дифференциатор, фильтр низкой частоты, генератор поисковых колебаний , первый выход которого через сумматор соединен с входом объекта регулирования, а второй выход через фазосдвигающий блок соединен с первым входом синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом объекта регулирования, отлич ающаяс я тем, что, с целью повышения надежности системы, в каждый канал регулирования введено изодромное звено, вход которого через дифференциатор и фильтр низкой частоты соединен с выходом синхронного детектора, а выход соединен с вторым входом сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) (51)4 С 05 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и отнРы1тий (21) 327347% 8 — 24 (22) 14.04.81 (46) 23.10.85. Бюл. Р 39 (72) Г. Г. Гишихтер, С. К. Гришин, В. Н. Кондратьев, Ю. Н. Коледин, Б. Л. Лаура и Н. В. Чебуркин (53) 62 — 50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР г(0 528544, кл. G 05 В 13/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР Р 824141, кл. G 05 В 13/02, 1980 . (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭКС—

ТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая в каждом канале регулирования последовательно соединенные дифференциатор, фильтр низкой частоты, генератор поисковых колебаний, первый выход которого через сумматор соединен с входом объекта регулирования, а второй выход через фазосдвигающий блок соединен с первым входом синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом объекта регулирования, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности системы, в каждый канал регулирования введено изодромное звено, вход которого через дифференциатор и фильтр низкой частоты соединен с выходом синхронного детектора, а выход соединен с вторым входом сумматора.

1187147

Изобретение относится к области автоматики, в частпостн к устройствам для автоматического поиска экстремума, и может быть использовано для управления различными многоканальными (двухканальными) объектами, ха.рактеристики которых подвержены действию случайных возмущений с известными статистичсскимн характеристиками.

Известна система, содержащая в каждом ка- . цапе регулирования последовательно соединен- 10 ные генератор поисковых колебаний, фазосдвигающий блок, множительное звено, фильтр, пер- . вый блок умножения, интегратор и сумматор, второй вход которого соединен с выходом генератора поисковых колебаний, а выход — с 15 со >тлстсгчующим входом объекта регулирования, и диффсренциатор, вход которого соединен с выходом объекта регулирования и с вторым входом множительного звена каждого канала регулирования. Кроме того, система со- 20 держит квадраторы, блоки умножения, усилитель, блок деления, первый, второй и третий суммирующие усилители и инвертор, причем квадрагор в каждом канале регулирования соединен с выходом фильтра и с первым входомя5 второго блока умножения, выходы квадраторов соединены с соответствующими входами первого суммирующего усилителя, выход кот рого соединен с первым входом блока деления, выходы вторых блоков умно>кения соединены с соответствующими входами второго суммирующего усилителя, выход которого через >щвертор соединен с первым входом третьего суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом дифференциатора, третий вход через усилитель

35 соединен с выходом объекта регулирования, а выход — с вторым входом блока деления, выход которого соед>щен с вторым входом первого блока умножения каждого канала ре40 гулирования (11.

Известная система регулирования обладает достаточной помехоустойчивостью в случае высокого уровня случайных возмущений, действующих на велич ну выходной характеристики объекта (дрейф экстремума по величине), однако появление входных возмущений приводит к потере работоспособности системы регулирования (дрейф экстремума по параметру).

11аиболее близкой к изобретеншо по тех- 50 нической сущности является многоканальная система экстремального регулирования, содержащая в каждом канале регулирования последовательно соединенные дифференциатор, фильтр низкой частоты, генератор поисковых 55 колебаний, первый выход которого через сумматор соецинен с вхоцом объекта регулирова- ния, а второй выход через фазосдвигающий блок соединен с первым входом синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом объекта регулирования (21.

Данная система позволяет увеличить точность и помехоустойчивость работы системы для любого вида возмущений, однако обладает низкой надежностью работ вследствие сложности конструкции.

Цель изобретения — повышение надежности многоканальной системы экстремального регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую в каждом канале регулирования последовательно соединенные дифференциатор, фильтр низкой частоты, генератор поисковых колебаний, первый выход которого через сумматор соединен с входом объекта регулирования, а второй выход через фазосдвигающий блок соединен с первым входом синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом объекта регулирования, в каждый канал регулирования введено избдромное звено, вход которого через дифференциатор и фильтр низкой частоты соединен с выходом синхронного детектора, а выход соединен с вторым входом сумматора.

На чертеже представлена блок-схема многоканальной системы экстремального регулирования.

Гистема содержит объект 1 регулирования и в каждом канале регулирования синхронный детектор 2, первый вход которого соединен с выходом объекта регулирования, второй вход через фазосдвигающий блок 3— с выходом генератора 4 поисковых колебаний, а выход через фильтр 5 низких частот, дифференциатор 6 и изодромное звено 7 соединен с входом сумматора 8, второй вход которого соединен с выходом генератора поисковых колебаний, а выход — .с входом объекта регулирования.

Рассмотрим работу предлагаемой системы на примере работы одного из каналов.

Поисковый сигнал с выхода генератора 4 поисковых колебаний поступает через сумматор 8 на вход объекта регулирования. Пройдя через объект регулирования, сигнал посту- . пает на информационный вход синхронного детектора 2. На второй (опорный)вход синхронного детектора поступает сигнал с выхода фазосдвигающего блока Р. На вход фазосдвигающего блока поступает сигнал с выхода генератора 4 поисковых колебаний. Фазосдвигающий блок служит для компенсации постоянных фазовых искажений, возникающих в объекте регулирования. На выходе синхронного детектора образуется сигнал, постоянная

f187147 составляющая которого пропорциональна значению производной выходной характеристики объекта по входному воздействию. Сигнал с выхода синхронного детектора поступает на вход фильтра низкой частоты (например, апериодическое звено первого порядка). Фильтр низкой частоты предназначен для подавления гармонической составляющей сигнала, таким образом, на выходе фильтра формируется сигнал, пропорциональный значению производной. 10

Сигнал с выхода фильтра 5 низкой частоты, пройдя через дифференциатор 6, изодромное звено 7 и сумматор 8, поступает на вход объекта регулирования. Звенья 6 .и 7 служат для улучшения динамических характеристик системы регулирования (корректирующие звенья).

Существуют два вида возмущений, действующих на объект регулирования в системах экстремального регулирования, причем первые вызывают дрейф экстремума по величине, вторые — по параметру. Система экстремального регулирования должна быть инвариантна к первым и компенсировать вторые.

Вид оптимальной передаточной функции ли- 25 нейной части системы экстремального управления позволяет свести к минимуму среднеквадратичную ошибку системы для возмущений со следующими спектральными плотностями

30 где p, h — статистические параметры спектральных плотностей

Q — частота; ф — возмущение, вызывающее дрейф экстремума по параметру;

3 — возмущение, вызывающее дрейф экстремума по величине.

При этом оптимальная передаточная функция линейной части системы принимает внд

c,$ С где с,Т,Т, — параметры передаточной функК с цин, которые определяются из соотношений К =goP g я(au) где d „— амплитуда поискового сигнала.

Звенья коррекции в предлагаемой системе должны иметь вид:

КеР XzPfI

Т ь Р+ гР

При этом параметры звеньев находятся из соотношений К вЂ” К, =Т,;

5 кс, 6 Т ) Tz Тсх Р г где К и T< — параметры фильтра низкой частоты (апериодическое звено первого порядка).

Общая передаточная функция линейной части. системы при этом имеет вид

>(p)

T>pti Tep +s Tz p

После подставки значений параметров корректирующих звеньев имеем т.е. полученная передаточная функция совпадает с с .тимальной.

Система экстремального регулирования. реализует оптимальную передаточную функцию линейной части системы, таким образом по своим динамическим характеристикам, в частности по точности и помехозащищенности, не уступает последней. Однако предлагаемая система обладает простой структурой, содержит мало корректирующих звеньев и контуров обратной связи, что приводит к повышению надежности работы системы.

Например, при реализации каждого корректирующего звена на одном операционном, усилителе они оказываются последовательно соединенными в смысле надежности работы системы экстремального регулирования в целом.

В системе в каждом канале регулирования

Число корректирующих звеньев уменьшено в

2,5 раза, поэтому наработка на отказ для каждого канала регулирования увеличивается более, чем в два раза.

1187147

Составитель А. Лащев

Редактор С. Патрушева Техред 3.Палий

Корректор И. Эрдейи

Подписное

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

Заказ 6548/53 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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