Способ коррекции систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике

Способ коррекции систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам автоматического управления (САУ) и может быть использовано при коррекции вынужденного движения САУ с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике . Целью изобретения является улучшение качества вынужденного движения в САУ с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике. Часто при коррекции САУ сигнал ошибки разделяют на две составляющие: переменную и постоянную Если постоянную составляющую подвергают линейному преобразованию, не изменяющему вида частотной характеристики входного сигнала, то переменную составляющую подвергают псевдолинейному преобразованию , при котором часть спектра входного сигнала переносится в область резонансных частот. Это увеличивает колебательность вынужденного движения. Поэтому в соответствии с изобретением подобную часть спектра подвергают просто линейному преобразованию и лишь оставшуюся часть спектра подвергают псевдолинейному преобразованию. 3 ил. 00 с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s 6 05 В 5/01

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4298494/24 (22) 20.07.87 (46) 07.06.91. Бюл, М 21 (71) Научно-исследовательский институт проблем машиностроения при МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) В.С.Маслов и B,E.Ïoíoìàð÷óê (53) 62-50 (088,8) (56) Хлыпало E.È, Расчет и проектирование нелинейных корректирующих устройств.—

Л.: Энергоиздат, 1982, с. 123, 148.

Авторское свидетельство СССР

N 387331, кл. G 05 В 5/01, 1973. (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С

РЕЗОНАНСНЫМ ПИКОМ В АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕ РИ СТИ КЕ (57) Изобретение относится к системам автоматического управления {САУ) и может быть использовано при коррекции вынужденного движения САУ с резонансным пиИзобретение относится к области систем автоматического управления и может быть использовано при коррекции вынужденного движения систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике.

Целью изобретения является улучшение качества вынужденного движения в системах автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике.

На фиг. 1 показаны амплитудно-частотные характеристики входного воздействия и объекта управления системы автоматиче„„Я „„1654775 А1 ком в амплитудно-частотной характеристике. Целью изобретения является улучшение качества вынужденного движения в САУ с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике. Часто при коррекции

САУ сигнал ошибки разделяют на две составляющие: переменную и постоянную.

Если постоянную составляющую подвергают линейному преобразованию, не изменяющему вида частотной характеристики входного сигнала, то переменную составляющую подвергают псевдолинейному преобразованию, при котором часть спектра входного сигнала переносится в область резонансных частот. Это увеличивает колебательность вынужденного движения.

Поэтому в соответствии с изобретением подобную часть спектра подвергают просто линейному преобразованию и лишь оставшуюся часть спектра подвергают псевдолинейному преобразованию. 3 ил. ского управления; на фиг. 2 — эпюра сигна- (Л лов, получаемых в результате псевдолиней- р ного преобразования; на фиг. 3 — пример реализации способа коррекции систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характери- л стике.

В состав устройства коррекции входят апериодическое звено 1 с большой постоян- а ной времени, реальный дифференциатор 2, линейное корректирующее устройство 3, фильтр 4, второе линейное корректирующее устройство 5, режекторный фильтр 6, псевдолинейное корректирующее устройство (ПЛКУ) 7 и сумматор 8.

1654775

Псевдолинейное преобразование входного сигнала Х» приводит к переносу части энергии гармонических составляющих этого сигнала из облай 5 сти частот в область частоты

2К+1 ау (фиг.1). Причем наибольшая энергия переносится из области (7 В ) (2- 6 ) " 1О как амплитуда третьей гармоники разрывного выходного сигнала Хе 1>< (фиг.2) — максимальная среди амплитуд других гармоник, Амплитуды гармоник уменьшаются обратно пропорционально К. Ширина

Ari области частот -, из которой гармоК нические составляющие попадают в область резонанса системы, также уменьшается обратно пропорционально К, а 2

Энергия сигнала из области частот не

2К попадает в область частоты резонанса системы, так как амплитуды четных гармоник сигнала Хвоях (фиг.2), получаемого после псевдолинейного преобразования, равны нулю (разрывный сигнал такого вида обладает симметрией третьего рода, а коэффициенты Фурье четных гармоник таких функций равны нулю), Такой перенос гармонических составляющих входного сигнала в область резонансного пика амплитудно-частотной характеристики объекта управления ведет к повышению колебательности вынужденного движения системы автоматического управления. Чтобы устранить такую колебательность и улучшить качество вынужденного движения системы необходимо из частотного спектра выделенной после 4О реального дифференциатора 2 переменной составляющей удалить участки спектра в соответствии с формулой йф . Ao+

2к1-1 2т2к+ Y)

45 с

Л

2К+1 212К+1 )

Удаление указанной части спектра можно произвести, используя гребенчатый (Г) фильтр 4 (фиг.З), Однако реализация таких фильтров технически сложна, Если не учитывать гармонические составляющие после псевдолинейного преобразования сигнала в области частот — -" —, „... которые оказывают незначительное влияние на усиление резонанса в системе из-за малости их амплитуд, можно использовать полосовой (П) фильтр 4 (фиг.3) для выделения гармонических составляющих лишь s области частот (+ — — -) — (— 2которые далее подвергаются линейному преобразованию в линейном корректирующем устройстве 5. Остальные гармонические составляющие сигнала, выделяемые режекторным (Р) фильтром 6 (фиг.3), исключающим гармонические составляющие в обОф ласти частоты — подвергаются

3 псевдолинейному преобразованию в ПЛКЧ

7, а затем складываются в сумматоре 8 с постоянной и переменной составляющими, подвергнутыми линейному преобразованию.

Таким образом, предложенный способ формирования управляющего сигнала при псевдолинейном или иной динамической коррекции следящих и управляющих систем позволяет учесть влияние высших гармоник разрывного сигнала на выходе ПЛКЧ, исключить влияние резонанса в системе из-за переноса части энергии сигнала иэ низкочастотной области в высокочастотную и обеспечить увеличение запаса по фазе эа счет раздельного по частотам преобразования гармонических составляющих управляющего сигнала, высшие гармоники K0Top0l0 тlо сле формирования фазоопережающих разрывов не поступают в область резонанса системы, Формула изобретения

Способ коррекции систем автоматтлческого управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике, основанный на разделении сигнала ош1лбки системы автоматического управления на переменную и постоянную составляющие, преобразовании постоянной составляющей сигнала ошибки и формировании управляющего воздействия путем сложения этих составляющих сигнала ошибки. о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества вынужденного движения в системах автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике. перед сложением подвергают линейному преобразованию гармонические сигналы переменной составляющей сигнала ошибки в области частот 2К+1 2 2К+1 где mp Лвр — соответственно частота максимума резонансного пика и ширина области подъема резонансного пика ампли1654775 р ьОу

Фиг. 2 тудно-частотной характеристики системы автоматического управления;

К=1,2,3..., а остальные гармонические сигналы переменной составляющей сигнала ошибки подвергают псевдолинейному преобраэованию путем динамического инвертирования этих гармонических сигналов.

Ф7 /5

Составитель В.Шеваль

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 1949 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиаводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101