Устройство для определения функций чувствительности нелинейных систем автоматического регулирования

Устройство для определения функций чувствительности нелинейных систем автоматического регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал исти иеских е"еспублик (i» 485421

:-Ч, . (1

il,1, Ф .: : т Г:9"-! (б»Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено26.01.73 (21) 1879272/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09.75Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания11.12.75 (51) М. Кл.

G05 b 23/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3(088.8) (72) Авторы изобретения В. И. Костюк, A. С. Тасев и А. Н. Сильвестров (?» Заявитель Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Устройство относится к приборам и систвмам автоматического регулирования и может быть использовано в контурах самонастройки систем беспоисковой градиентной оптимизации с существенными нелинейностя- 5 ми и в системах параметрического контроля.

Известно устройство для определения функций чувствительности, содержащее генератор, подключенный к входу модели систе- щ мы, состоящей из последовательно включенных линейных звеньев и нелинейного блока, модель чувствительности системы, состоящую из последовательно включенных через сумматоры линейных звеньев и усилителя с И управляемым коэффициентом усиления, причем вход каждого линейного звена модели системы подключен через вычислительныеблоки к входу соответствующего сумматора модели чувствительности; вход и выход не- що линейного блока подключены через цепи управления, каждая из которых состоит из последовательно включенных дифференцирующего звена, блока определения модуля и нуль-органа, к первому и второму управля- 5 к.щему входу усилителя с управляемым.коэффициентом усиления, Однако с его помощью невозможно определить функции чувствительности систем регулирования относительно параметров самого нелинейного эпемента.

Цель изобретения — расширение области применения, т. е. получение функций чувстви— тельности систем автоматического регулирования содержащих нелинейности типа насыщения и зоны нечувствительности относительно собственных параметров нелинейных элементов: коэффициент усиления линейной зоны, величины уровня насыщения и зоны нечувствительности.

Достит ается это благодаря тому, что устроиство содержит схему вычитания, однопозиционный коммутатор, поляризованное реле, выходы которых подсоединены к схеме вычитания, а входы соединены с входом нелинейного блока; трехпозипионный сдвоенный коммутатор, который тремя входами соответственно связан с входом нелинейного блока, выходом схемы вычитания и поляризованным реле, управляемый ключ и три

485421 дополнительных сумматора, два из которых включены соответственно до линейной части и после линейной части усилителя с управляемым коэффициентом усиления и соединены с двумя выходами трехпозиционного сдвоенного коммутатора соответственно, третий выход которого через управляемый ключ подключен к входу третьего сумматора, который другим входом соединен с выходом усилителя с управляемым коэффициен- щ том усиления, причем управляющий вход ключа подсоединен к инверсному выходу нуль-органа цепи управления, подключенной к выходу нелинейного блока.

Такое построение устройства позволяет 15 расширить возможность существующего решения относительно полного исследования влияний всех параметров на качество систем автоматического регулирования.

На чертеже приведена блок-схема уст- 20 ройства.

Устройство содержит генератор 1, модель системы 2, модель чувствительности, системы 3, линейные звенья 4 -4, 5

1 1

5@, вычислительные блоки 6 — 6 уси1 б литель 7 с управля"мым коэффициентом усиления, блок нелннейности 8, цепи управления 9 и 10, нелинейную цепь 11, трехпозиционный сдвоенный коммутатор 1 2, однопозиционный коммутатор 1 3, поляризованное реле 14, сумматоры 15 -15

1501 1503 упр

16, схему вычитания 1 7. Каждая из цепей управления 9 и 10 состоит из дифференцирующего звена 18, блока определе-, ния модуля 19 и нуль-органа 20.

Устройство работает следующим образом. 40

В режиме на линейной части статической характеристики выходная координата нелинейного блока является линейной функ.цией входной координаты. B этом случае нелинейный элемент не вносит никаких 40 искажений в форму выходного сигнала, кроме фазовых. Наличие первой производн по времени выходной координаты нелинейного блока приводит к пояилению на прямом выходе цепи управления 10 дискретного сигнала. Воздействуя на усилитель 7 с управляемым коэффициентом усиления (управляемый ключ 16 ) этот сиг1 t нал формирует коэффициент усиления, равныи коэффициенту передачи нелинейного

55 блока. Ппи режиме в зонах "нечувствительности", "мертвогО хща", "насыщения" выходная координата нелинейного блока не является линейной функцией входной коор- б

60 динаты и ее форма не зависит от формы ,входной координаты, а определяется пара- метрами статической характеристики нелинейности. В этом случае производная выходной координаты становится разрывной функцией времени, фаза разрывов которой определяется характером входного сигнала и параметрами статической характеристики нелинейности. На интервалах разрывов, на инверсном выходе цепи управления 1 0 появляется дискретный сигнал, а на прямом выходе исчезает. Усилитель 7 в этом случае не пропускает сигнал.

В случаях изменений параметров статической характеристики нелинейности (за исключением коэффициента усиления линейной части), получаются алгебраические приращения в интервалах времени работы схемы на линейном и нелинейных участках, что приводит к изменению фазы разрывов первой производной выходной координаты нелинейного блока. Изменение фазы разрывов изменяет время существования или отсутствия, упраыиющего сигнала на прямом или инверсном выходах цепи управления 10, что автоматически приводит к коррекции работы усилителя с управляемым ко..ффициентом усиления 7.

В случаях, когда нелинейности исследуемой системы однозначны, в схеме возможна устойчивая работа на линейном участке статической характеристики, что приводит к обязательному пррхождению первой производной выходного сигнала нелинейного блока 8 через ноль.

Отрицательный эффект ложного срабатывания цепи управления 1 О в таких случаях компенсируется работой цепи управления 9, анализирующей входную координату нелинейного .блока на разрывность.

Работа цепи управления 9 основана на линейной зависимости входной координаты и выходной координаты нелинейного блока и их первых производных в режиме на линейной части статической характеристики.

Ввиду линейной зависимости, скорость и время прохождения через ноль первых производный будут одинаковыми для входной и выходной координат нелинейного блока.

Таким образом, при ложных срабатываниях цепи управления 1 О, сигнал с инверсного выхода цепи управления 9 восстанавливает необходимый коэффициент передачи усилителя 7 с управляемым коэффициентом усиления, воздействуя на его второй управляющий вход (ключ 16 ), 2

В случаях, когда необходимо получить функции чувствительности выхода системы относительно собственных параметров не1 !!

485421 линейностей типа насыщение", и "зоны нечувствительности, вычислительные блоки 6 — 6 отключаются, и к модели чув- ствительности 3 подключается при помощи трехпозиционного коммутатора нелинейная цепь 11. При этом. для получения функций чувствительности выхода системы относительно коэффициента усиления линейной части статической .характеристики нелинейности типа "насыщения" необходимо при помощи трехпозиционного сдвоенного ком— мутатора 12 подключить вход нелинейного блока 8 к входу сумматора 15, а для получения функций чувствительности выхода

I относительно уровня насыщения той же нелинейности выход поляризованного реле нелинейной цепи 1 1 подключается к . входу управляемого ключа 16

В тех случаях, когда необходимо получить функции чувствительности выхода системы относительно коэффициента усиления статической характеристики нелинейности типа "зоны нечувствительности", необходимо замкнуть однопозиционный коммутатор 13 и выход схемы вычитания 17 нелинейной цепи 11 подключить к сумматору 1. 5,, а для получения функций чувствительности относительно величины зоны нечувствительности нелинейной характеристики выход схемы вычитания 17 нелинейной цепи 11 при раз.>мкнутом однопозиционном коммутаторе 13 подключается ко входу сумматора 15

Предм ет изобретения

Устройство для определения функций чувствительности нелинейных систем автоматического регулирования, содержащее генератор, подключенный ко входу модели системы, состояшей из последовательно включенных линейных звеньев и нелинейно- го блока, модельчувствительности системы, состоящую из последовательно включенных через сумматоры линейных звеньев и усилителя с управляемым коэффициентом усиления, при чем вход каждого линейно го звена модели системы подключен через вычислительные блоки к входу соответствуют шего сумматора модели чувствительности, ! вход и выход нелинейного блока подключены через цепи управления, каждая из которых состоит из последовательно включенных дифференцирующего звена, блока определе)5 ния модуля и нуль-органа, к первому и второму управляюшему входу усилителя "с управляемым коэффициентом усиления, отли чаюшееся тем, что,с целью расширения области применения, оно 0 содержит схему вычитания, однопознционный коммутатор, поляризованное реле, выходы которых подсоединены к схеме вычитания, а входы соединены с входом нелинейного блока, трехнозицпонный сдвоенный

25 коммутатор, который тремя входами соответственно связан с входом нелинейного блока, выходом схемы вы штания и поляризованным реле, управляемый ключ и три . дополнительных сумл атора, дв из котОрых

30 включены соответственно до линейной части и после линейной части усилителя с управляемым коэффпнкентом усиления и соединены с двумя выходами трехпозиционного сдвоенного коммутатора соответственно, 35 третий выход которого через управляемый ключ подключен ко входу третьего сул матора, который другим вх:>дом соединен с выходом усилителя с управляемыл коэффициентом усиления, причем управляющий вход

40 ключа подсоединен к инверсному выходу нуль-органа цепи управления, подключенной к выходу нелинейного блока.

485421

Составитель В.Васильев

Техред И и арвндашова КоРРектор д црахнина редактор E,Ãîí÷àð

Заказ 35 Pg

Изд 1а (ф Щ Тираж 869

Подписное

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4