Устройство для оптимального управления

Устройство для оптимального управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

>769485 оциалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.02.78 (21) 2577093/18-24 (о1) М.Кл. G 05 В 11/14 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37

Государственный комитет па делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) (45) Дата опубликования описания 14.10.80 (72) Авторы изобретения

Я. И. Онацкий и А. П. Пашкевич

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

1т (Р) = —,, К

Изобретение относится к области автоматики и может быть иапользовано для o!Iтимального iso быстродействию управления объектом с передаточной функцией где К вЂ” передаточный коэффициент.

Известно устройспво для оптимального по |быстродействию управления, содержащее последовательно соединенные элемент сравнения, сумматор, |релейный элемент .и объект управления, выход которого соединен с одним из .входов элемента сра внения и входом дифференциатора,,причем выход последнего связан со вторым входом сумматора через нелинейный преобразователь 11).

Однако это устройство не позволяет реализовать оптимальное по быстродействию движение объекта, если релейный элемент обладает запаздыванием.

Известно также устройсвво для. оптимального,по быстродейс пвию управления (2). Но описанное устройство отличается сложностью конструкции и не может быть применено для оптимального,по быстродействию мпр явления, если релейный элемент характеризуется временным запаздыванием.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее последовательно соединенные элемент сра внения, первый сумматор и релейный элемент, выход которого через о бъект управления соединен со входами дифференциатора и элемента сравнения, ко второму входу пер10 вого сумматора, подключен выход нелиней. ного преобразователя.

Недостапком известного устройства является сложность конструкции, обусловлен15 ная разрывной характеристикой нелинейного преобразователя, и низкая точность, которая определяется амплитудой а втоколебаний,в установившемся режиме, равной

KU„,,=, где U т соответственно пол20 ка и .время запаздывания релейного элементаа.

Целью изобретения я вляется упрощение конструкции и псвышение точности устройства. Устройство содержит последовательно соадинонные усилитель и,второй сумматор, выход которого соединен со входом нелинейного преобразователя, второй вход — с выходом дифференциатора, а выход релейного элемента соединен со входом у сили30 теля

769485

На фиг. 1 представлена блок-схема предла гаемого устройства.

Устройство содержит элемент сравнения

1, первый сумматор 2, релейный элемент 8, объект удравления 4, дифференциатор 5, второй сумматор б, нелинейный:преобразователь 7 и масштабирующий усилитель 8; х —.выходно"; g — задающее воздействие; е — сигнал ошибки; Z— входной сигнал нелинейного,преобразователя.

Рассмотрим оснавные фувкции, выполняемые каждым из структурных элементов устройства. Сравнивающее устройство 1 измеряет. сигнал ошибки е. Первый сумматор

2 осуществляет суммцравание сигнала линейной обратной связи ло положению, inoступающего с выхода элемента сравнения

1, и сигнала опережающей нелинейной обратной связи,по скорости, который формируется дифференциатором 5, масштабирую. щим усилителем 8, вторым сумматором б и нелинейным преобразавателем 7. Релейный элемент 8 по выходной величине сумматора 2 вычисляет значение д вухпозиционного сигнала олтимального управления объектом 4. ,Работа устройства (|фиг. 2) основана на зависимости положения линии переключения на фазовой плоскости вв от знатока выходной,величины релейного элемента 8. Линия переключения описывается соотношением

ЛД

a = „1 5Z „ макс где Z = е+ 10,5 КУмак-,то при отрицательном;значении выходного сигнала релейного элемента (кривая 1,1 фиг. 2); и

Z = е — 0,5 КУ„акс то, п ри его положительном значении, кривая 2,2, фиг. 2). Вторые слагаемые в выражениях для линии переключения и Z позволяют получить сигнал апережающей обратной связи по скорости.

На первом интервале управления изображающая точка движется по одной из траекторий, лежащих левее 1;1 или правее

2,,2, достигает линии переключения и, спустя время cp, п роисходит переключение релейного элемента 8. Дальней шее движение точки происходит по одной из двух фазовых траектарий, абразующих предельный цикл.

Этим обеспечивается оптимальность ео быстродействию.

iB автоколебательном режиме линия переключения периодически прыгает из idol ложения 1,1 в 2,2 и обратно, удерживая изображающую точку на предельном цикле.

Амплитуда автоколебаний в таком устройстве КУ„„,то /8, а характеристика нелинейного преобразователя описывается гладкой фуницией

F(Z) =, „+ 1,52., ЛД и акс

Таким образом, иопользавание в устройстве двух даполнительных элементов, сумматора и маоштабирующего усилителя, позволило повыснть его точность и упростить его конструкцию. Это позволит упростить конструкцию и повысить класс точности автоматических,компенсаторов, следя щих систем с электромагнитными муфтами, улучшить,паказатели качеспва систем

20 стабилизации летательных. аппаратов.

Как показал анализ, проведенный методом фазовой плоскости, и моделирование на аналоговой вычислительной:машине

25 МН7М, устройство оптимальным по быспродейспвию образом отрабатывает ступенчатые и линейно-изменяющиеся воздействия.

При этом точность опрабопки повышается в четыре .раза.

Формула изобретения

Устройспво для оптимального управлеЗ5 ния, содержащее, последовательно соединенные элемент сравнения, первый сумматор и релейный элемент, выход которого через объект управления соединен со входами дифференциатора и элемента сравнения, ко

40 втарому входу перваго сумматора подключен выход нелинейного, преобразователя, отл и ч а ющеес я TpM, что, с целью повышения точности устройства, оно;содержит. последовательно соединенные усилитель и

45 второй сумматор, выход которого соединен со входом, нелинейного .преобразователя, второй вход — с .выходом дифференциатора, а выход релейного, элемента соединен со входом усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетелысчво CCiCP № .378799, .кл. G 05 В И/.16, 1971.

65 2. Па влов А. А. Синтез релейных систем, оптимальных по быстродействию. М., «Наука», 1966, с. 51 — 69 (прототип).

Составитель A. Лащев

Техред О. Павлова

Редактор О. Филиппова

Корректор С. Файн

Заказ 1300/1291 Изд. № 479 Тираж 956 Подписное

НПО «Поиск». Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент»