Адаптивная система для автоматического регулирования объектов с переменным коэфициентом усиления

Адаптивная система для автоматического регулирования объектов с переменным коэфициентом усиления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1и1 57276I

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.07,74 (21) 2047679 24 с присоединением заявки № 2047620/24 (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.09.77. Бюллетень ¹ 34 (51) М. Кл.- G 05В 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (63) УДК 62-50(088.8) (45) Дата опубликования описания 24.01.78 (72) вторы изобретения (71) Заявитель

М. С. Городецкий, А. А. Семенов, А. И. Левин и Л. П. Бейлин

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих .станков (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ С ПЕРЕМЕННЬ1М

КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ

Изобретение предназначено для использования при автоматическом регулировании объектов с переменным коэффициентом усиления.

В частности, оно может быть использовано в станкостроении в системах управления режимом резания, так как эти системы включают объект с переменным коэффициентом усиле ния.

Известны адаптивные (самонастраивающиеся) системы регулирования (1). Адаптивные системы регулирования применяют, если объект имеет переменные параметры. Поэтому они часто содержатустройства для измерения величины переменного параметра (например, коэффициента усиления объекта) и устройства для компенсации его изменения. Это позволяет стабилизировать положение амплитудно-частотной характеристики разомкнутого контура системы при изменении коэффициента усиления объекта, что дает возможность обеспечить требуемое качество регулирования, Из известных систем автоматического регулирования наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система автоматического регулирования, содержащая задатчик, датчик, выходы которых соединены с соответствующими входами измерителя рассогласования, последовательно соединенные формирователь сигнала управления, нелинейный корректирующий блок, выход которого соединен с входом объекта, выход которого соединен с входом датчика (2). Эта известная система характеризуется низким качеством регулирования при изменении коэффициента усиления объекта, так как для сохранения устойчивости она рассчитывается на максимальный коэффициент усиления, а при работе он часто бывает значительно меньше, что приводит к очень плохому быстродействию систе10 мы. Иногда коэффициент усиления оказывается все таки больше расчетного, в этом случае система становится слишком колебательной или даже неустойчивой.

Целью изобретения является повышение ка15 честна регулирования. В предложенной системе это достигается тем, что в ней установлен блок деления, первый вход которого соединен с выходом измерителя рассогласования, второй вход — с входом задатчика, а выход с вхо20 дом формирователя сигнала управления.

На чертеже представлена блок-схема предложенной системы.

Она содержит датчик 1, задатчик 2, измеритель рассогласования 3, блок деления 4, фор25 мирователь сигнала управления 5, нелинейный корректирующий блок 6, объект 7.

Кь Кь Кз, K„K, Ко и К7 — коэффициенты усиления датчика 1, задатчика 2, измерителя

3, блока 4, формирователя 5, блока 6 и объ30 екта 7, соответственно; U< — напряжение на

572761 входе задатчика; U> — напряжение на выходе

«адатчика; U,; — напряжение»а выходе измерителя рассогласования; Ui, — напряжение на ив ходе блока дслсппя; U;, — напряжение на выходе формирователя сигнала управления;

Ut; — напряжение на выходе нелинейного корректирующего устройства; Uz — напряжение на

«ы х оде о бъекта.

В качестве нелинейного корректирующего блока используется экспоненциальиый усили- 10 тель.

Система работает следующим образом.

U,=С 2 — уравнение для блока деления;

У4 С

К,= 3 2 — коэффициент усиления блока деления; 20

U = АР— уравнение вход — выход экспоненциаль25 теля;

К = - =АВР =BU

d 5 — коэффициент усиления экспоненциального усилителя;

U кв— в — коэффициент усиления объекта.

35 коэффициент усиления в контуре

Так как велик, то и u,иК,= в

Коэффициент усиления разомкнутого конту40 ра К вЂ” независим от коэффициента усиления объекта к=к„к,к,к,= С к,ви, =ск,в д

Из уравнения (1) видно, что включение блока деления обеспечивает независимость коэффициента усиления разомкнутого контура от

«еличины задающего воздействия, а включение экспоненциального усилителя обеспечива- 50 ет независимость коэффициента усиления в контуре от коэффициента объекта. При малом коэффициенте усиления объекта экспоненциальный усилитель имеет большой динамический коэффициент усиления, что компенсиру- 55 ет изменение коэффициента усиления объекта.

Стабилизировать положение амплитудно-частотной характеристики, несмотря на изменение коэффициента усиления объекта, можно и за счет соответствующего изменения наибольшей постоянной времени в контуре системы. Для этого, вместо формирования сигнала управления и экспоненциального усилителя, можно использовать нелинейный корректирующий усилитель, в прямой цепи которого включено нелинейное сопротивление с квадратичной вольтамперной характеристикой, а в обратной цепи — такое же сопротивление, подключенное параллельно конденсатору. Изменение коэффициента усиления объекта приводит к изменению напряжения на выходе этого усилителя, что вызывает изменение наибольшей постоянной времени, образованной параллельным соединением нелинейного сопротивления и конденсатора. Эти изменения приводят к стабилизации положения амплитудно-частотной характеристики в области средних частот.

Ьлок деления необходим и в этом случае для той же цели.

Предложенная система позволяет простым способом получать адаптивные свойства за счет стабилизации положения амплитудно-частотной характеристики при изменениях коэффициента усиления объекта и тем самым улучшать качество регулирования.

Формула изобретения

Адаптивная система для автоматического регулирования объектов с переменным коэффициентом усиления, содержащая задатчик, датчик, выходы которых соединены с соответствующими входами измерителя рассогласования, последовательно соединенные формирователь сигнала управления, нелинейный корректирующий блок, выход которого соединен с входом объекта, выход которого соединен с входом датчика, отличающаяся тем, что,:: с целью повышения качества регулирования, в ней установлен блок деления, первый вход которого соединен с выходом измерителя рассогласования, второй вход — с входом задатчика, а выход — с входом формирователя сигнала управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. Ч. 3. М.— Л., Энергия, 1970, с. 261 — 262.

2. Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. ч. 1. М.-Л., Энергия, 1965, с. 28.

572761

Г

Подписное

Заказ 2989/) Изд. № 104 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Романченко

Редактор Л. Тюрина Техред М. Семенов Корректор Л. Денискина