Способ автоматического регулирования

Способ автоматического регулирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и !! 660020

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 18.05.76 (21) 2361505j18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (51) Ч. Кл. -

G 05В 13/02

Государственный комитет (53) УДК 62-52(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Таль, В. И. Лезин и С. А. Моисеев

Ордена Ленина институт проблем управления АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к области автоматического регулирования и мо кет быть применено в системах автоматичсско! о регулирования различными объектами с заранее неизвестными и изменяющимися с течением времени характеристиками.

Известен способ автоматического регулирования с переменной структурой (СПС), характеризующийся возможностью сущсствования скользящих;!ви>ксиий, при которых параметры переходного процесса нс зависят от изменяющихся парах!етров ооъекта регулирования (1).

Однако во многих системах регулирования, например, пневматических, возможность возникновения скользящего режима исключается, по причине плохих диффсренциаторов и больших инерционностей объекта регулирования, исполнительного механизма и липни связи, что приводит в СПС просто к режиму переключений, в котором параметры переходного процесса, такие как время быстродействия и перерегулироваиис, зависят от параметров объекта регулирования.

Наиболее близким по технической сутцности является способ автоматического регулирования, заключающийся в том, что запоминают вели !ину сигнала ра согласоваиия в моменты смены знака произведсш я сшнала рассогласования и его произВо;i,iiîé с положительного на отрицательный, формируют скачкоооразный сигнал, в«г!и:пп!а которого пропорциональна запомненному значению сигнала рассогласования при отрицательном произведен!ги сигнала рассогласования и его производной и равна нулю — при положительном, и форми10 руюг управля!оьцсс воздействие на объект (2).

Од:ако этот способ при изменении параметров объекта р«гулирования характеризуется сравнительно невысоким быстродействием.

Целью изобретения является повышенис быстродействия и умсньшснис перерсгулирования при изх!сн«нии параметров объекта регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что формируют ступенчатый сигнал, .ровень которого скачкообразно изменяют в моменты изменения знака произв«де!шя сигнала рассогласования и сго производной с отрицательного на положительный, и сохраняют постоянным до следу!отцсго изменения, перемножают скачкоооразный и ступенчатый сш-палы, рсзультиру!ощий сигнал вы30 читают из сигнала рассогласования и уп66002О! 11 5!)ОШСС;30.3.1(. и(THHC фоР)>1ПР; K)T (j7 iIKii!l!! () 1 1!О,:!УЧ»lii!0!1 Разнос 1 и.

1 I i)c,!л(э Г2()1ы il (!10»oá мо?«по !105!Снlг! ь ! 2(1!1) пм»P(Уl:РаВ.I(НПЯ OG 1>cK i Oì ВтОРОГ!)

iГОР51, i,K2. >. ОГ 2»!!О И1)сДл !1Гacъ!OÉ ф01)::»У. IU 5

1i200PÑ i CПИ51 Б МОМЕНТЫ СМСНЫ 3HBKB ПРО

11:3!3 ca e I3 H si p a C c o r;t a Co I3 a H II 51 х и e r o и р О и 3водной х с поло?кительного па отрицатс.!ьпый запоминают па величину рассогласования х>!, затем формируют скачкообраз- 16 шяй cH!нал /> вслпчппа которого пропор1; П 0 =! 2,! 1>1! 2 i! 0 С.! (;I H CМ > 3 2 Н 0 М I)(11110 М >>> 3 Н 2 i(!П(1() }Э Я "(ОГ 12СОВВНИЯ !IPli О 1,>) alii! I C;1!ПIОМ !

1!) 0113L!Е;1СП ПH P 11ССОГ,i 2ÑÎ" 2 НИЯ И »1 О !i PОПЗ!

30.1!! 01! и р 213на и(;110 при ilo. 1ож: lт(. II>- !5

НОМ:

0 при хх:0 йх" при хх- О, 20 пропорциональнагдс ti -- описанные выше моменты изменен!1я 3!12К2 .!1)ои 3!3сдснпя 11!1 Hor!Ожи ель !

ый.

Д!3лс» с ачкообразный / и ступенчатый (1. с))опалы перемножают, рсзультиру::ощий сигнал Вычитают из сигнала рассогласоваш!я и управляющее воздействие формиру1or в функции от полученной разности (х 1 (р) 45

Так, в частном случае управляющего воздействия с пропорциональным законом упраглсния, уравнение такой системы (ВТОРОГО ПО.)51ДК2) ОУДСТ ИМС1 Ь ВИ i, х + 26 х + х f "ñ,"..

Если дополнительный ступенчатый си!— нал (р отсутствует или, В частном слу !ае, при 5(I:==Î (р() — — 1, имеем обычную си тему с пропорциональным смещением равновесия

° 0 при х.х) 0 х + 2йх + х =хГ при хх(0, 12) 60

В такой системе плоскость параметров и и и разбивается бифуркационными границами так, как это показано на чертеже.

Характер процесса в этих областях показан условно на этом же чертеже. Области С 65 где lг коэффициент

СТИ.

Кро»с того, осуществляя управляюгцсс !

3оздействис на обьект, дополнительно формируют cT3>H»H>iaòûé сигнал (р, poB»IIh ко- 25 торого скачкоооразчо Изменяют ка?кды Й раз при смснс знака произведения p2ccoiласова .пгя и его iaðîèaâo,WHOé на положительный и затем сохраняют постояннь)м до с,(сдуlОщсГО изысне>ния. В частности, мож- 3р

k1!) изменять ступенчатый сигнал на Вслпчи1i1 ((1. В с! Орон > )-Всли lспи51 lлп у )!сньшсНИЯ П !!)i ill 15! С!1ГН 2Л 2 !1ЫССТ МЕС! 0 фоР мула (t, (t(tI,3) — . (!- !) — Q> {t ) (!)О!В»! ст13у(1 (,1>> 12 ii, Ko i, !2 Ilзобр 2 жа iolirаsl

ГОЧКИ фаЗОВОЙ ПЛОСКОСТИ, i!Oilal3 !3 ССКТ0Р

11, !i(Бы хо, i 51:13 ЭТОI О ССКТОр !1 Hll )131> ВО

Прап(ас !»51 на прямую разрыва х=0. В 0(). IBcTlI H из001)ажаюlца51 то>lка, 1320!)ÎPOT, попав В сектор II, выходит нз него, пересекая 0(.ь ra«, что Г!ри сс;12льнсЙИ!ем дВиж(.ппп Ооразустся ана.!ог oсо()ой точки типа устой !Ивый фокус.

1-12иболее предпочтительным с то IKH зр нпя быстродействия и каче»тва pci óëированиЯ 5113.1H»TcH c.i) чаЙ, IIPH KoTQPoM ражающая точка внутри сектора II двп?кстс51 н(..посредственно в Начало координат. (Icxo+51 из этОГО, слОВия 11 IiocTpoc на бифуркационная Граница ВС, разграничивающая области В и С). При неизменных характср:3C rHêaõ Ооъскта (при IiocTO>"1 ) M O? K IT O k3 I>I O P 2 T i> C K B Ч К 0 0 0 Р а З Н Ы и

С и H B Л (13 C .. I H i! H ki К ) Т 2 К, ЧТО 0 Ы 0 б (. C I I Cчить желаемый процесс (в плоскости параметров точки бифуркационной границы

ВС). Для того, чтобы) сохранить желаемый 2 p a к T e p и р 01!ec C a и р и и 3 х! с и я ю 1И и х C 5! и арамстрах объекта дополнительно Вводится ступснчатый сигнал (р, скачкоооразно изменяющийся при смене знака произведения рассогласования и его производной на поло?китсльный, т. е. при выпходс пзображаюlцсй точки ф230130Й и 10оКосТН из сектора II, а управляющее воздействие формируется В фуеlкции 0Т р22110сТН (х — --I .g) .

Заметим, i ro скачкообразное изменение сигнала (1 может быть различным. Можно, например, Величину ((j (i,.) Выбра гь постоянной, а знак ес изменять в зависимости or

Вели-)ины сигнала рассогласования в моменты смены знака произведения на положительный: если рассогласование отлично от нуля — знак Л(р отрицательный, если равно нулю — положительный. Можно выбрать знак Л(р в зависимости от величины производной рассог. асова13!1я в моменты смены знака произведения на положительный (если производная равна нулю — знак

Л(р < ч отрицательный, в rlpo i ивном слу(ае — положительный). Или, В отличие QT первых двух примеров, вначале выбирается некоторое достаточно большое значение и постоянное значение А(р, и каждый раз значение (р уменьшается на эту величину ир!. В первый же раз, когда рассогласование станет равным нулю устанавливается последнее, предшествующее этому значению (I;, и далее (р уменьшается на величину Л(р — — 0,15(р! до тех пор, пока вновь рассогласование не станет равным нулю.

После этого процесс изменения (р повторяется, но шаг снова уменьп!астся на поря;loK, т. е. выбирается Л(р — — 0,13<р ——

0,01(р! и т. д. Возможны также и другие спосооы изменения стмпенчатого сигнала.

Возвращаясь к рассмотренным ранее системам (1) и (2), следует отметить, что

660020

Составитель В. Кузин

Техред Л. Котова

Редактор С. Равва

Корректоры: Е. Хмелева и Е. Осипова

Заказ 565/14 Изд. № 298 Тираж 1014 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 введение ступенчатого сигнала гр приводит как бы к уменьшению эффективного значения коэффициента k вB тTо0м случае, если параметры системы h иH К тTа к иHеe, что соответствующая им точка плоскости парамет- 5 ров принадлежит области С, либо к увеличению этого коэффициента, если точка принадлежит области В.

В результате для объектов, с изменяющимися в широких пределах параметрами, 10 предлагаемый способ позволяет автоматически корректировать воздействие скачкообразного сигнала на систему регулирования и тем самым достигается возможность увеличения быстродействия и уменьшения 15 перерегулирования.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования, заключающийся в том, что запоминает величину сигнала рассогласования, в моменты смены знака произведения сигнала рассогласования и его производной с положительного на отрицательный, формируют скачкообразный сигнал, величина которого пропорциональна последнему запомненному значению сигнала рассогласования при отрицательном произведении сигнала рассогласования и его производной и равна нулю — при положительном, и формируют управляющее воздействие на объект, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения персрегулирования при изменении параметров объекта регулирования, формируют ступенчатый сигнал, уровень которого скачкообразно изменяют в моменты изменения знака произведения сигнала рассогласования и его производной с отрицательного на положительный и сохраняют постоянным до следующего изменения, перемножают скачкообразный и ступенчатый сигналы, результирующий сигнал вычитают из сигнала рассогласования и управляющее воздействие формируют в функции от полученной разности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Теория систем с переменной структурой». Под ред. С. В. Емельянова. М., «Наука», 1970.

2. 3. М. Лезина. Исследование одного класса систем с переменной структурой (системы с пропорциональным смещением равновесия) и их использование при автоматизации металлургического производства. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.