Релейный регулятор

Релейный регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1н765782

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 021178 (21) 2б80494/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230980.Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 230980 (51}м. ten.з

G 05 8 11/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53} УДК б2-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.В.Репников, К.Г.Фаворский и О.Г. Шахназаров

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) РЕЛЕИНЫИ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к области релейных регулирующих устройств автоматики, а именно к регуляторам замкнутых систем с кусочно-постоянным управлением, обеспечивающим изме- 5 нение знака управляющего воздействия при состояниях системы, определяемых в фазовом пространстве гиперповерхностями переключения.

Известны регуляторы замкнутых сис- 1О тем, осуществляющие управление в К интервалов постоянства управления при полной информации о состоянии объекта, в которых К входов через функциональные преобразователи и бло-15 ки умножения через сумматор соединены с реле Г11 .

Недостатком данного регулятора является сложность аппаратурной реализации, обусловленная необходимостью 2р получения информации для всех К входов регулятора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является релейный регулятор с кусочно-постоянным управле- 25 кием в К интервалов, содержащий последовательно соединенные блок сигнатуры и блок умножения и последовательно соединенные блок определения модуля и блок запоминания максимума, 30 выход которого через соответствующие последовательно соединенные преобразователь координат, первый блок сравнения и первое реле соединен с соответствующим вторым входом блока умножения, вход блока сигнатуры соединен со входом блока определения модуля, а также блок обнуления, выход которого . соединен со вторым входом блока запоминания максимума, а выход блока определения модуля соединен со втотзыми входами первых блоков сравнения (2) .

К недостаткам известного регулятора относится то, что в системах управления с указанным регулятором лри действии помех и возмущений возможны срывы процессов приведения. Синтез управления в системах осуществляется на основе измеряемой переменной состояния и априорной информации, заложенной в регулятор в виде П-функцийфункций предсказания переключений.

При синтезе П-функций априорная информация о состоянии объекта учитывается для определенных условий управления, например, при определенных величинах помех и возмущений. Несоответствие условий работы регулятора условиям, положенным для расчета П-функций, приводит к нарушениям оптималь7б5782 ности процесса. В определенных случаях эти нарушения могут привести к срыву процесса приведения, выражающемуся в том, что фазовое состояние объекта переводится в область, не содержащую конечной точки приведения, и удерживается в этой области неопрецеленно.долгое время, что уменьшает точность регулятора.

Цель изобретения — обеспечить за" щищенность системы управления от действия помех и возмущений для по- о вышения точности регулятора.

Для этого регулятор содержит эле« мент ИЛИ, счетчики времени и последовательно соединенные функциональный преобразователь, второй блок сравнения, второе реле и элемент И, выход блока запоминания максимума соединен со входами функциональных преобразователей, вторые выходы первых реле соединены через соответствующие элементы И с соответствующими первыми входами элемента ИЛИ, выход которого через блок обнуления соединен с первыми входами счетчиков времени, вторые входы которых 25 соединены с выходами соответствующих первых реле, а выход блока сигнатуры соединен со вторым входом элемента ИЛИ.

Иа фиг. 1 представлена структурная g() схема регулятора; на фиг. 2 — кривые, характеризующие процессы в регуляторе.

Регулятор состоит из последовательно соединенных блока сигнатуры 1 и блока умножения- 2 и последовательно соединенных блока 3 определения модуля и блока 4 запоминания максимума, выход которого через соответствующие последовательно соединенные преобразователь 5 координат, первый 4О блок сравнения б и первое реле 7 соединен с соответствующим вторым входом блока умножения 2. Вход блока сигнатуры 1 соединен со входом блока 3 определения модуля. Выход блока 3 определения модуля соединен также со вторыми входами первых блоков сравнения б. Выход блока 4 запоминания максимума соединен также со входами функциональных преобра- щ зователей 8, последовательно с каждым из которых соединены второй блок сравнения 9, второе реле 10 и элемент И 11, выход которого соединен с соответствующим первым входом элемента ИЛИ 12, со вторым входом которого соединен выход блока сигнатуры

1. Выход элемента ИЛИ 12 соединен со входом блока обнуления 13, выход которого соединен со вторым входом блока 4 запоминания максимума и с 46 первыми входами счетчиков времени

14, вторые входы которых соединены с выходами соответствукнцих первых реле 7. Вторые выходи первых реле 7 соединены co íõîäàèè соответствующих Я элементов И 11. Выходы счетчиков времени 14 и выходы функциональных преобразователей 8 соединены с первыи и вторым входами соответствующих вторых блоков сравнения 9.

Управляющее воздействие U (см. фиг. 2,а) формируется регулятором в соответствии с зависимостью к-

"=-sign x .и sign ()х)-х.) ® где Х вЂ” измеряемая переменная состоя-, ния системы, поступающая на вход регулятора (см. фиг. 2., кривые "б" и, "в") .

Сигнал Sign Х формируется в блоке сигнатуры 1. Сигналы Sign ((Х -3E;), обозначенные на фиг. 1 через ; (см. фиг. 2, г, д, е) формируются в первых блоках сравнения б и в первых реле

7.. Сигналы Х вЂ” абсолютные значения

1 координат переключения (см. фиг. 2,ж) определяются выражениями

Htii(Ixi) при S i gn Х S i gn X (2)

X = ЧТ„i(lxldd „ ) при S i g и Х = S 1 g n Х (3)

О" " " при аВУН+О, (4) где функции П„; — (П-функции) — предсказания координат переключения в зависимости от экстремального значения измеряемой переменной Х. Сигналы Х; реализуются в блоках 3 определения модуля, блоках 4 запоминания максимума и в преобразователях 5 координат.

В рассматриваемом алгоритме сигнал обнуления информации поступает с выхода блока обнуления в момент, когда пв 0 . Сигнал 5 который формируется в элементе ИЛИ 12, опредеа ляется выражением

»-4 (5) о = sign Х + g. tg is

Ж вЂ” сигнал с выхода i-го функционального преобразователя

8 (см. фиг.2, з, и). Сигналы (а; и ЭГ; определяются выражениями (Signilxl-óÄ-<)dt при — -О ь1 аз о

)М =

dS

0 при — 4 О ()

Д1

Т1 (!х(1 АРн sd)nx =Ы в х (8)

П ((Х(® „Ä ПрН Sign Х = — Sign X (9)

О при — О

88 аь (!0)

Функция П ; — функция предсказания контрольного интервала времени постоянства управления, вычисляемая априорно и определяющая контрольную длительность интервалов знакопостоянства управления в функции экстремума измеряемой переменной состояния.

765782

Изменение сигнала(!+в<(п (!х)- Х;„ ). фsign(p;-ÆÄîáîýíà÷åííîãî на фиг. 1 через gj (см. фиг. 2 к), происходит в том случае, если изменение сигнала ф с выхода второго реле 10 происходйт раньше, чем изменение сигнала

"A; с выхода реле 7. Программа переключений реализует оптимальный переходный процесс при отсутствии неучтенных возмущений (см. фиг. 2 б).

При действии неучтенных возмущений возможны срывы процессов приведения.

Срывы процессов приведения возникают в случаях, когда скорость изменения измеряемой переменной состояния становится меньше скорости изменения той же переменной для оптимального процесса (см. фиг, 2 в). В этих случаях возможен перевод фазового состояния объекта в область, не содержащую конечной точки приведения, и удержание в этой области неопределенно долгое время.

Для исключения приведения фазового состояния объекта в область, не содержащую конечной точки приведения, введен контроль времени знакопостоянства управления-на всех интервалах, позволяющий сравнить среднюю скорость процесса на интервалах со скоростью изменения той же переменной оптимального процесса. Если в процессе приведения время знакопостоянства управление на любом интервале превышает контрольный интервал времени, определяемый через функции предсказания времени, то происходит изменение величины ((+эфп((х(-g;))*

*Ptst$n((J<- i%;)), входящей в выражение (5), формируется импульс обнуления информации (по сигналу с выхода элемента ИЛИ 12), который приводит регулятор в исходное состояние, и процесс приведения повторяется, причем начальными условиями для определения новой программы переключений являются текущие условия процесса приведения.

Использование предлагаемого регулятора в замкнутых системах с кусочно-постоянным управлением позволяет обеспечить защищенность системы при шумах измерения переменной состояния, при действии на объект возмущений, при действии помех в тракте регулятора, при инструментальных погрешностях реализации алгоритма управления в регуляторе.

Формула изобретения

Релейный регулятор, содержащий цоследовательно соединенные блок сиг10 натуры и блок умножения и последовательно соединенные блок определения модуля и блок запоминания максимума, выход которого через соответствующие последовательно соединенные преобразователь координат, первый блок сравнения и первое реле соединен с соответствующим вторым входом блока умножения, вход блока сигнатуры соединен со входом блока определения модуля, а также блок обнуления, 29 выход которого соединен со вторым входом блока запоминания максимума, а выход блока определения модуля соединен со вторыми входами первых блоков сравнения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит элемент ИЛИ, счетчики времени и последовательно соединенные функциональный преобразователь, второй блок сравнения, второе реле и элемент И, выход блока запоминания максимума соединен со входами функциональных преобразователей, вторые выходы первых реле соединены через соответствующие элементы И с соответствующими первыми входами элемента ИЛИ, выход которого через блок обнуления соединен с первыми входами счетчиков времени, вторые входы которых соединены с выходами соответ40 ствующих первых реле, а выход блока сигнатуры соединен со вторым входом элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов A.A. Синтез релейных систем, оптимальных по быстродействию. М., "Наука, 1966, с.214-216.

2. Авторское свидетельство СССР

9 283354, кл. G 05 В 17/00, 03.02.69 (прототип).