Спосоь регулирования инерционных объектов, описываемых дифференциальными уравнениямип-ого порядка

Спосоь регулирования инерционных объектов, описываемых дифференциальными уравнениямип-ого порядка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и-5 ....т

239405

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл. 21с, 46/50

62Ь, 14,04

Заявлено 2Ç,VI.1967 (№ 1167725/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 18111.1969. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 25Л 11.1969

ЧПК G 051

В 64с

УДК 621-501.14 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совета Министров

СССР

Авторы изобретения

П. А. Илюхин, Т. Н. Павлова, А. В. Ланьшин и К, К. Жильцов

Зая витель

СПОСОЬ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ, ОПИСЫВАЕМЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМИ УРАВНЕНИЯМИ и-ого ПОРЯДКА

Предложенный способ относится к технике автоматического регулирования. Способ может быть использован для регулирования объектов, описываемых дифференциальными уравнениями высокого порядка, при наличии промежуточных координат и работающих в условиях, когда входные сигналы содержат аддитивный шум высокого уровня.

Известны способы регулирования инер ционньтх объектов, описываемых дифференциальными уравнениями n-oro порядка, основанные на измерении сигналов, пропорциональных промежуточным координатам объекта. Недостаток таких способов — невысокая точность и помехоустойчивость регулирования.

Преложенный способ отличается от известных тем, что при нем формируют сигнал переключения полярностей связей между группой элементов контура управления и объектом регулирования, используя не более (и — 1) производных отфильтрованного сигнала ошибки, и с помощью ключевых инверторов изменяют полярности связей этой гру.ппы элементов контура; формируют второй сигнал переключения связей второй группы элементов контура, используя не более (n — 1) производных сигналов с первой группы элементов контура и отфильтрованных и преобразованных сигналов, пропорциональных промежуточным координатам объекта, и повторно изменяют полярности связей этих элементов контура, добиваясь устойчивости всего контура управления в целом.

Такая последовательность действия повышает то-.ность и помехсустой швость регулиро5 зания при ограниченной информации о производных сигнала ошибки.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Сигнал ошибки li сигна lbl промежуточных

10 координат замеряют, далее фильтруют их и переключают сигналы сшибки и сигналы промежуточных координат объекта согласно устой-швым или неустойчивым структурам в зависимости соответственно от совпадения или

15 несовпадения знаков кан,дого из этих сигналов со знаком сигнала, полученного путем суммирования зафильтрованнсго сигнала ошибки системы и ограниченного числа (меньше, чем н — 1) его производных, и далее псреключас20 мыс сигналы дифференцируют с целью получения практически приемлемого скользящегс режима, причем дифференцирование этих сигналов для повышения его помехозащищенности выполняют с помощью создания вопомога25 тельных контуров на основе использования сиг lB IQB c tllpoxlcж T04Hblx координат объекта; при этом зафильтрованныс сигналы промежутсчны;. координат объекта и интегралы некоторых из них суммируют в качестве обратных

30 связей с переключаемыми и ялами основно239405 го контура. Полученный сигнал этой суммы дифференцнруют некоторое число раз, суммируют результаты этого .дифференцирования с с -:гналом исходной суммы и в зависимости от ссвпадения или несовпадения знаков сигналов исходной и второй сум IbI переключа;от сигналы исходной суммы и сигналы с некоторых промежуточных координат согласно устойчивым и неустойчивым структурам, аналогично переключениям основного контура. Далее curíàлы переключений вопомогательного контура дифференцируют и IIx сумму подают на отработку приводом системы.

При отработке сигналы, поданные на привсд, могут претерпевать аналогичные переключения с использованием дифференцирований.

Предлагаемому способу присущи следуюшие особенности: а) сигнал функции переключения формируют из зафильтрованного сигнала ошибки, а последний иапользуют и для переключений; б) сигнал функции переключения фсрмируIoT из ограниченного числа производных сигнала ошибки (меньше, чем n — 1); (B) ограниченную информацию о производных ошибки (возникшую согласно пп. а, б) делают достаточной для выполнения условия возникновения практически приемлемого скользящего режима за счет дифференцирования сигналов после переключений, а также за счет иапользования переключений сигналов промежуточных координат объекта, содержащих .косвенно информацию о высших производных ошибки; г) ограниченную информацию о производных ошибки системы делают достаточной также и за счет формирования вспомогательных контуров, на вход которых подают переключаемые сигналы основного контура.

Вспомогательные контуры, сформированные с использованием части объекта при соответствующем выборе коэффициентов усиления контуров, обеспечивают практическое снижение порядка уравнений объекта за счет обеспечения эквивалентны lrIocTosIHHI Ix времени этих контуров меньшей величины, чем постоянные времени части объекта, охваченной обратной связью.

Иопользование же зафильтрованных сигналов с промежуточных координат и пх интегралов в качестве обратных связей вспомогательных контуров обеспечивает при использовании дкфференцирования и переключений (обеспечивающих большой коэффициент у иленпя) в прямой цепи контура, кроме практического снижения порядка уравнений объекта, еще и дифференцирование:переключаемых сигналов основного контура, т. е. создает форсирующий числитель в передаточной функции вс помогятельный контур — объект, что позволяет осуществлять качественное регулирование системы в целом с обеспечением практичски приемлемого скользящего режима при использоьании неполной информации о производных ошибки системы фильтрации ошибки;

65 д) формирование в системе нескольких сигкалоB функций перекл очений (сигнал функции перекл.очений îo:Ioâíoão контура, вспомогательного контура, возможно, и п ривода), с помощью которых осуществляют последовательно управляющие переключения с целью повышения помехоустойчивости и снижения информации о производных.

На чертежс представлена схема, реализующая способ.

Сигнал ошибки системы замеряют между входным сигналом fI(1), в который входит и помеха, и сигналом с выхода объекта 1 в дат;яке рассогласования 2. Далее сигнал ошибки х фильтруют в фильтре 8, сигнал с выхода которого х; используют для формирования ситнала функции переключения gI в управляющем блоке 4 в виде суммы зафильтрованпого сигнала ошибки х, и ограниченного числа его производных, меньше, чем (n — 1).

По сформированному сигналу функции переключения gI перекл:очают зафильтрованный скгна1 ошиоки х, и сигналы с промежуточных координат объекта 1 сс и 3 с помощью устройств кусочно-линейного управления соответственно

5, б, 7 в зависимости oI совпадения или несовпадения и.; злаков со зчаком сигнала функцки переключения gI, Переключаемые сигналы с выхода устройств кусочно-линейного управления (соответственно к;, а, б), а также curíà II I, пропорциональные зафильмованным промежуточным координатам объекта и их интегралам (сигналы d, е), с выхода инерционных и интегрирующих элементов 8, 9 .цепи обратной овязи вопомогательного контура подают на сумматор 10, где указанные сигналы суммируют как входные сигналы и сигналы обратной связи, а сигнал этой суммы Z дифференцируют некоторое число раз и формируют в виде суммы из продкфференцированных сигналов и сигнала суммы Z, сигнал второй функции переключения g. — в управляющем блоке 11.

В зависимости от совпадения или несовпадения знака сигнала исходной суммы Z и сигнала второй суммы g> переключают сигналы первой суммы Z и сигналы промежуточных координат системы. Соответственно с выхода при вода 12 сигнал 6 и сигнал с объекта сс с помощью блоков 13, 14, 15 суммируют и диффоренцируют в блоке сумматоре-,дифференциаторе 1б и подают на отра ботку приводом 12 системы.

Предмет изобретения

Способ регулирования инерционных объек-ов, описываемых дифференциальными уравнениями и-ого порядка, основанный.на .измеренки сигналов, пропорциональных промежуточным координатам объекга, отлича ощийся тем, по, с целью повышения точности и помехоустойчивости регулирования при ограниченной информации о производных сигнала ошибки, формируют сигнал переключения полярностей связей между группой элементов контура

239405

Состапнтель И. H. Шувалова 1.

Редактор Л. А. Вербова Техред Л, Я. Левина 1,оррентор 3. И. Чванкина

Заказ 1685!6 Тнраж 480 Подписное (Н!1!!П!! Комнтета по пслагя нзооретепнй и открытий нo!:. Coo:òc Мпппстран СССР

Москва, Центр, пр. Серена, х. 4

Типография, гр. Сап,. нона. д. 2 управления и объектом регулирования, используя не более (а — 1) производных отфильтрованного сигнала ошибки, и с помощью ключевых инверторов изменяют полярности связей этой группы элементов контура; формируют второй сигна:I 17oðåêëþ÷етт связей второй группы элементов контура, испол!,зуя не более (n — 1) производных сигналов с первой гр ппы элементов конг ра и oTQIIльтрованных и преобразованных сигналов, пропорциональных промеж то Iнь1м коордпн lтам Объекта, и по5 вторно изменяюT полярности связей этих элементов контура, добиваясь устойчивост11 всего контура управления в целом.