Система с переменной структурой

Система с переменной структурой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз советских социдлистичксних щсгвьлин

А1 (д) 4 С 05 В 13/02 (21) 3805792/24-24 (22). 25.10.84 (46) .15.06.86. Бюл. Ф 22 (72) В.Б.Букша (53) 62-50(088.8) (56) Современные методы.проектирования систем автоматического управле ния./ Под общ. ред. Б.И.Петрова..—

М.: Иашиностроение, 1967, с.69-74.

ЦЪаткин Я.З. Основы теории автоматических систем. — И.: Наука, 1977, с. 162-165.

Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменйой структурой. — И.: Наука, 1967, с.3741.,(54) СИСТЕИАС ПЕРЕИЕННОЙ СТРУКТУРОЙ ,(57) Система относится к области горнодобывающей промышленности и может найти широкое применение при управлении объектами с большой инерционностью, например землеройными

:машинами. В системе решается задача

1 компенсации влияния параметрических возмущений объекта регулирования. Эта задача решается следующим образом.

„„ЯО„„1238029

Сигнал задания поступает на вход блока сравнения, в котором сравнивается с текущим значением регулируемой . координаты. Сигнал рассогласования через сумматор поступает на вход усилителя мощности, который воздействует на объект управления. Кроме того, сигнал задания и сигнал рассогласования поступают на входы блока изменения структуры, в котором они дифференцируются и суммируются с сигналом рассогласования.. Суммарный сигнал поступает на второй вход сумматора и на управляющий вход коммутирующего элемента. На информационный вход коммутирующего элемента и на первый вход суммирующего элемента подается сигнал рассогласования.

Выходной сигнал коммутирующего эле-. мента подается на второй вход суммирующего элемента. Коммутирующий и суммирующие элементы входят в состав коммутатора. Выходной сигнал суммирующего элемента является выходным сиг налом коммутатора. Он поступает на третий вход сумматора. 1 s.ï.ô-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промьшшенности и может найти широкое применение при управлении объектами с большой инерционностью, например землеройными машинами.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия (т.е. качества управления) системы.

На чертеже представлена функциойальная схема системы.

Схема содержит блок 1 сравнения, сумматор 2, коммутирующий элемент 3, суммирующий элемент 4, сумматор 5, усилитель 6, объект управления 7, первый и второй дифференциатор 8 и 9, задатчик 10, блок 11 изменения структуры, коммутатор 12.

Кроме того, на чертеже обозначено — выходной сигнал < -ro блока или элемента системы.

В состав блока изменения структуры 11 входят дифференциаторы 8 и 9 и сумматор 2. .В состав коммутатора 12 входят коммутирующий 3 и суммирующий 4 элементы.

Система работает следующим образом.

На выходе задатчика 10 формирует-, ся сигнал О.д, который поступает на первый вход блока 1 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал

U! с выхода объекта .7; На выходе блока 1 сравнения формируется сигнал

0„= К, (U„-0 ), где . К, — коэффициент передачи блока 1 сравнения, и постУпает на первый вход блока 11 йзменения структуры, на второй вход которого поступает сигнал (! с выхода

<ь задатчика 10.

В блоке 11 изменения структуры" сигнал Ll дифференцируется в первом .дифференциаторе 8, на выходе которого формируется сигнал Uд К;< ц„,, где

Кд — козффи1!иент передачи дифференцйатора 8, который поступает на первый вход с1Мматора 2..Кроме того, в.блоке 11изменейия структуры сигнал

U,,ïoñòóïàþùèé на его первый вход, дифференцируется во втором дифферен-.: циаторе 9, на выходе которого формйруется сигнал U> =K

9, который поступает на второй вход сумматора 2. На третий вход сумматора

2 поступает сигнал О1, à,íà его

< выходе формируется сигнал U = К о + фициенты передачи по первому, второму

38029 2 и третьему входам сумматора 2. Выходной сигнал U сумматора 2 является выходным сигналом блока 11 изменения структуры.

5 Сигнал U« 11 изменения структуры поступает на управляющий вход коммутатора 12 и в нем на управляющий вход коммутирующего элемента 3. Сигнал О„с выхода блока 1 сравнения !

О поступает на информационный вход коммутатора 12 и в нем на информационный вход коммутирующего элемента Э.

На выходе коммутирующего элемента

3 формируется сигнал вида !

5 если н, "<

О,. если U, > "«

20 Этот сигнал поступает на вход суммирующего элемента 4, на выходе которого формируется сигнал U< U +О, который поступает на первый вход сумматора 5.

25 На второй,и третий входы сумматора

5 поступают сигналы 0„ и 0„ с выходов блока 1 сравнения и блока 11 изменения структуры. На выходе сумматора

5 формируется сигнал

С учетом вида коммутирующей функ-. ции коммутирующего элемента 3 можно выделить три режима работы системы, 1-й режим выпблняется при условии

U„aU,„. В этом случае выходной сигнал !! коммутирующего элемента 3 бУдет равен Оз Н,„ -U„, а выходной сигнал сумматора 5 будет равен U,= Од - U„, =

=0 -U -U -U.

<< 1 11 1

2-й режим выполняется при условии

U >(1«. Вэтом случае выходной сигнал

О коммутирующего элемента 3 будет равен О, = О, а выходной сигнал Оз сумматора 5 будет равен 0 = 0 -U«

45 О.

3-й режим выполняется при условии !

1< = 0 или при разнополярных сигналах . U„, H u< . В этом случае выходной сигнал U сумматора 5 будет равен U 0.

Выходной сигнал и сумматора 5 пос" тупает йа вход усилителя 6, на выходе которого формируется сигнал 11 вида

0 = K Uq где K <Π— коэффициент передачи усилителя 6, который воздей55 ствует на объект 7,управления.

Объект 7 управления меняет свое положение. Выходной сигнал (координата)

u объекта 7 управления подается на

1238

3 второй вход блока 1 сравнения. В дальнейшем система, работает аналогично до тех пор, пока выходной сигнал

<<,< блока 1 сравнения не станет равным нулю. 5

Работа системы на трех указанных режимах.

t-й режим. В этом случае управление в данной системе осуществляется так же как в обычной замкнутой снстеме ре-10 гулирования по отклонению, когда управляющий сигнал на выходе усилителя

6 равен u< = К6 (lg = К6(-и ) =/ К,/"

«К„(О„. -0, ), где К„< О.

При К =/К к, / » 1 данная система близка к предельной, т.е. к тому случаю, когда выходной сигнал 07 объекта. 7 управления перестает зависеть от возмущающего воздействия и начинает точно воспроизводить выходной сигнал задатчика 10.

2-й режим. В этом случае управление в данной системе осуществляется в. соответствии с сигналом

0, - К, и, = К,(- u,„) =/К, / И„ — граничный коэффициент устойчи. вости.

30 т

Коэффициент K, как в системах с комбинированным управлением, выбирается из условия демпфирования системы.

Во время переходного процесса управления система работает в этом ус-35 тойчивом режиме, так как U< в этом случае, как правило, больше 0, .

При этом в случае перерегулировання при нарастающем задающем сигнале О,, когда сигнал рассогласования 40

<<< изменит знак,. а знак сигнала 0„ сохранится, система переходит в 3-й режим работы и сигнал управления U

6 на объект 7 управления не поступает.

Объект 7 управления будет совершать 45 свободное движение до момента, когда

029 значение задающего сигнала << пре-* взойдет значение выходного сигнала

0 на столь малую величину, что 11 станет равным 1„ и система перейдет в состояние, соответствующее 1-му режиму работы, т..е. в режим слежения с малой ошибкой.

В случае перерегулирования .при

liз = 0, т,е. когда задающий сигнал

О, принял постоянное значение, система будет находиться в устойчивом состоянии, соответствующем 3-му режиму работы, и выйдет из него при дальнейшем изменении задающего сигнала U„, Изобретение позволяет повысить точность и быстродействие системы.

Формула изобретения

i. Система с переменной структу рой, содержащая последовательно соединенные задатчик, блок сравнения, коммутатор, сумматор, усилитель и объект управления, соединенный выхо; дом с вторым входом блока сравнения, <подключенного выходом к первому входу блока изменения структуры, соеди-:.. ненного вторым входом с выходом задатчика, а выходом " с управляющим входом коммутатора, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, . в ней выходы блока сравнения и блока изменения структуры соединены соответственно, с вторым и третьим. входами сумматора.

2. Система по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок изменения структуры содержит первый и второй дифференцнаторы, соединенные выходами с первым и вторым входами сумматора, причем третий вход сумматора, вход первого дифференциатора и выход сумматора являются соответственно первым, вторым входами и выходом блока изменения структуры.

1238029

Составитель Ю.Гладков

Техред0.Гортвай. Корректор О:Луговая

Редактор И.Дыпын

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3289/47

Производственно-полиграфическое предпрйятие, г.ужгород, ул.Проектная,4