Устройство для синтеза управляющих воздействий

Устройство для синтеза управляющих воздействий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 161145

Заявлено 20.Х1,1962 (№ 803724/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26Х.1965. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 26.Ч11.1965.

Кл. 42m, 1501

21с, 46ьо

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР

МПК С 06Ь

G 05K

УДК 681.142.07

621.3.078 (088.8) Автор изобретения

Д. В. Караченец

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕЗА

УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИ Й

Подписная группа М 174

В основном авт. св. № 161145 описано устройство для синтеза управляющих воздействий на объект, описываемый линейным дифференциальным уравнением и-ro порядка с неположительными действительными корнями, содержащее блок для получения гиперповерхности, блок формирования знака управления и блок задания координат, связанный с (и — 1) моделями, описывающими поведение объекта в «обращенном» времени.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что, с целью осуществления синтеза управляющих воздействий для оптимального управления объектом, описываемым линейным дифференциальным уравнением второго порядка с произвольными корнями характеристического уравнения при одном, ограниченном по модулю управляющем воздействии, к блоку, моделирующему уравнение объекта, записанное для «отрицательного» времени, подключен блок синтеза оптимальной кривой переключения.

Блок синтеза оптимальной кривой переключения содержит нелинейный преобразователь, служащий для преобразования координаты х„модели на фазовой плоскости модели к координате х оптимальной кривой переключения. Для этой же цели и для преобразования координаты х„модели на фазовой плоскости модели к координатехоптимальной кривой переключения блок синтеза содержит запоминающие и суммирующие устройства и ключевые схемы. Выход блока синтеза подключен ко входу блока синтеза оптимального управления объектом.

На фиг. 1 показан процесс построения оптимальной кривой переключения из фазовой траектории регулируемого объекта; на фиг. 2

10 изображены преобразованные дуги фазовой траектории регулируемого объекта на выходе первой части блока II описываемого устройства; на фиг. 3 изображена блок-схема описываемого устройства.

15 Первая дуга А оптимальной кривой $ переключения является просто дугой А" фазовой траектории P объекта.

Дуга В оптимальной кривой 5 симметрична относительно точки а дуге В" фазовой

20 траектории Р объекта. Дуга С получается сдвигом по оси Х дуги С" фазовой траектории

P объекта. Аналогично производится построение остальных дуг оптимальной кривой переключения S из фазовой траектории P объекта

25 вправо по оси Х. Оптимальная кривая переключения влево по оси Х симметрична построенной относительно начала координат О.

На фиг. 3 показана блок-схема предлагаемого устройства. Блок I устройства представ30 ляет собой модель, движение которой описы171671

50 вается уравнением объекта, записанным для

«отрицательного» времени. Фазовой траекторией модели является кривая P на фиг. 1.

Блок II устройства на основе описанного выше алгоритма синтезирует из фазовой траектории P оптимальную кривую переключения.

Когда фазовая траектория модели описывает дугу Л", то выходные напряжения фиксаторов 1 и 2 равны нулю, ключ 8 заперт и координата х „фазовой траектории модели через суммирующий усилитель 4 и ключ 5 поступает на вход суммирующего усилителя 6.

Напряжение на выходе усилителя 6 повторит выход модели, что даст координату х дуги А оптимальной кривой переключения.

Координата х„модели подается на нелинейный преобразователь 7, на выходе которого получается величииаее„ . Если текущее выходная координата объекта 8 хо) О, то схема сравнения 9, определяющая знак х, открывает «люч 10, и величина (x„(, преобразованная инвертирующим усилителем 11 в — (х„(, поступает на вход суммирующего усилителя 12 и далее на схему сравнения 13, При х,(0 открывается ключ 14 и на вход усилителя 12 поступает величина (х„, идущая далее на схему сравнения 18. Таким образом, на схему сравнения 18 поступает значение координаты х необходимой половины оптимальной кривой переключения в зависимости от положения на фазовой плоскости, изображающей точки объекта. Дальнейшее преобразование происходит следующим образом. В конце первой дуги Р, в момент пересечения ею оси Х, схема совпадения 15 выдает импульс, открывающий ключ 16, и значение х„, запоминается на фиксаторе 1. Напряжение с фиксатора 1 через инвертирующий усилитель 17 подается на вход усилителя 4, осуществляя перенос начала координат в точку а (см. фиг. 1).

При х„) О схема сравнения 18, определяющая знак х„, открывает ключ 8 (запирая одновременно ключ 5), и напряжение с выхода усилителя 4 через инвертирующийусилитель 19 и ключ 3 поступает на вход усилителя 6. Таким образом, выходные напряжения ключа 8 и усилителя 12 при х, ) О опишут траекторию В" (см. фиг. 2).

При достижении фазовой траекторией модели точки в" (см. фиг. 1) фиксатор 1 запоминает значение х „, соответствующее точке в", а выходные напряжения ключа 5 и усилителя 12 опишут траекторию С" (см. фиг. 2) и т. д. Операция приплюсовывания координаты х дуг Л", В", С" и т. д. осуществляется схемой, состоящей из усилителя 6, фиксаторов

20 и 2, унивибратора (однополупериодного мультивибратора) 21 и ключей 22 и 28, Таким образом, на выходе усилителя 6 получается координата х правой половины оптимальной кривой переключения, наличие которой достаточно для синтеза оптимального управления объектом. При этом координата хо объекта 8 через нелинейный преобразователь 24, преобразующий ху в (хо(подается на схему совпадения 25. В момент совпадения координат хо объекта и х оптимальной кривой переключения схема сравнения 13 определяет знак разности между хо объекта и х оптимальной кривой переключения. В зависимости от знака этой разности открывается один из ключей 26 и 27, и импульс от схемы совпадения 25 поступает на триггер 28. Положение триггера определяет знак х для оптимального управления объектом.

Импульс от схемы совпадения 25 через схему сброса 29 возвращает модель к началу координат, а также устанавливает фиксаторы

1, 2 и 20 в нулевое положение.

Предмет изобретения

Устройство для синтеза управляющих воздействий на объект, описываемый линейным дифференциальным уравнением, по авт. св. № 1б1145, отличаюшееся тем, что, с целью осуществления синтеза оптимального управления объектом, описываемым линейным дифференциальным уравнением второго порядка с произвольными корнями характеристического уравнения, к блоку, моделирующему уравнение объекта, записанное для «отрицательного» времени, подключен блок синтеза оптимальной кривой переключения, содержащий нелинейный преобразователь, запоминающие и суммирующие устройства и ключевые схемы, выход блока синтеза оптимальной кривой переключения подключен ко входу блока синтеза оптимального управления объектом, 171671

Составитель В. Савельев

Редактор И. Г. Карпас Техред T. П. Курилко Корректор А. А. Березуева

Заказ 1958/19 Тираж 975 Формат бум. 60)<90 >

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2