Способ экстремального регулирования

Способ экстремального регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21с, Я6;и

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 91

В. В. Казакевич

СПОСОБ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Заявлено 4 мая 1960 r. за № 666436/26 в Комитет по дела» изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 8 за 196I г.

Известны способы экстремального регулирования объекта с инерционностью, действующей после линейного звена, в соответствии с которым на исполнительный орган воздействует сигнал сигнум-реле. Недостатками подобных способов является сложность формирования входного сигнала экстремального регулятора и низкое качество его работы при пологих экстремальных зависимостях, а также относительно высокая инерционность объекта и-го порядка и сравнительно длительные переходные процессы.

По предлагаемому способу производят быстрое изменение входного сигнала исполнительного органа и в экстремальный регулятор вводят сигнал, представляющий часть оператора системы или производную этой части оператора, и сигнал, представляющий собой нелинейную (или линейную) функцию выходной величины и ее первых производных. Это позволяет упростить формирование входного сигнала экстремального регулятора и улучшить его работу при пологих экстремальных зависимостях, а также уменьшить величину инерционности объекта и-го порядка и ускорить переходные процессы.

Инерционное (динамическое) звено 1 (см. чертеж), являющееся частью объекта, подлежащего регулированию, включается после нелинейного элемента 2. Сигнал с выхода блока 8 формирования сигнала поступает на сигнум-реле 4, которое управляется исполнительным органом 5. В случае линейного динамического звена дифференциальное уравнение, связывающее у и х (где х — входной сигнал, поступающий HH нелинейный элемент 2, а у — сигнал на выходе объекта) имеет вид: а„у"+.... —, :а,у +g=f(x); зависимость f(x) =у,1 === - -х, № 137567

Если динамическая часть объекта нелинейна, то для широкого класса систем уравнение будет иметь вид: ф (У У . ... У ) + 2(У) = f(x), где ф и ф2 †нелинейн функции своих аргументов.

При включении системы экстремального регулятора входной сигнал х начинает изменяться, Если скорость исполнительного органа 5 по величине постоянна, то x=Ko+Kt. Движение системы на каждом из этапов опишется при этом уравнениями : а„у" + ., -t- у (x(t)) — в случае линейного звена: ф1(у ) + р(у) =/(х(г)) — в случае нелинейного звена.

Если изменение х происходит медленно, то у=-.ху" =О.

При этом у=у,„, =f(х) — в случае линейного объекта, а ф2 (у) = f (x) — в случае нелинейного oRiåK ãà.

Задача системы состоит в том, чтобы найти и поддерживать величину х=х . соответствуюшую максимальному статистическому значению: у.«а«с =- ) (х)

Но так как смещение х фактически должно происходить с достаточной скоростью, то динамическая величина у будет отличаться от у„„, вследствие чего процесс происка будет продолжительным. Полученное значение «динамического» максимума при этом значительно отличается от искового значения «потенциального» максимума.

В соответствии с описываемым способом экстремального регулирования отыскивают не нуль первой производной, а ее максимум, который будет достигнут при х=х, а это обеспечит и достижение у„„,, Это справедливо, если y=-const, что будет при условии бесконечно большой скорости перекладки. Фактически эта скорость всегда ограничена. Однако, если скорость достаточно велика, то отыскание у„„„ приближенно соответствует (К ).,;„;, .

Если при достаточно быстрой перекладке исполнительного органа 5 подводить к системе величину ф1 — — ф1(у,.... ), то регулятор, отыскивая максимум величины ь будет приближенно находить максимум искомой величины f(Kt), т. е. значение х=х . B то же время низкочастотные внешние возмущения не пройдут через сигнум-реле и не будут влиять на процесс поиска.

При пологом виде характеристики производные у, у"..... и т, 1. малы, так как скорость исполнительного органа 5 ограничена.

Для улучшения работы экстремального регулятора при «пологих» экстремальных зависимостях объекта в экстремальный регулятор вводят сигнал, представляющий собой часть оператора системы регулирования, зависящую от производных выходной величины, суммируемую с нелинейной функцией выходной величины вида: (— к; — у,-, ) фду=ф(— у„- )-- const; (— У У 1 (У) = (у) (— у,; -- ) g> (у) = ср (ул ) =- const, где у — выходная величина, а у,; — — некоторое ее значение, так что после начала движения исполнительного органа 5 влияние выходной вел ичинь! прекращается.

Описанный способ применим также и в системах экстремального регулирования с модуляцией. В частности, при объекте 1-го порядка целесообразно взамен медленного смещения исполнительного органа 5 совершать быстрое его смещение и отыскивать, в случае поиска максимума, не минимум величины у, а ее максимум. Это значительно ускоряет процесс поиска. Отыскание максимума величины у при этом может быть произведено или с помощью сигнум-реле или путем дифференцирования сигнала первой производной и работой на нуль второй производной.

Предмет изобретения

Текрсд А. М. Токер Корректор Л Якубовская

Редактор H. С. Кутафина

Объем 0,26 изд. л.

Цена 5 коп

Формат бум. 70Х 108,/,6

Тираж 1200

U5TH при Комитете по делам изооретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Поди, к пеи. 3I VIII-61 г

Зак. 6549

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

1. Способ экстремального регулирования объекта с инерционностью, действующей после линейного звена, с применением сигнум-реле и датчиков первых производных, отличающийся тем, что, с целью упрощения формирования входного сигнала экстремального регулятора и улучшения его работы при пологих экстремальных зависимостях, производят быстрое изменение входного сигнала исполнительного органа и вводят в экстремальный регулятор сигнал, представляющий часть оператора системы, зависящей от производных входной величины, или производную этой части оператора, суммируемую с нелинейной функцией выходной величины, такой, что после начала движения влияние этой нелинейной функции прекращается.

2. Способ по п. 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью уменьшения величины инерционности объекта и-го порядка и ускорения переходных процессов, в экстремальный регулятор вводят сигнал, представляющий собой нелинейную (или линейнукч) функцию выходной величины и ее первых производных вида, аналогичного с видом левой части дифференциального уравнения системы экстремального регулирования.