Способ гашения колебаний

Способ гашения колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

щтеИ:ио так:-- скак и

ОПйСАИИЕ

Союз Советских

Сои1иалистическик республик

<»>798385

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 06. 10.77 (2) ) 25378 73/25-2 1 с присоединением заявки М вЂ”. (23) Приоритет

P 16 T15/00

Пкуддрстааинмй комитет

СССР ло делам изавретений и аткрмтий

Опубликовно 23.01.81. Бюллетень Ла 3

Дата опубликования описания 23.01.81 (53) УДК621.22-752.2 (088 8) (72) Авторы изобретения

И. М. Бирюков и В. М. Бирюков (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ГАШ ЕНИЯ КОЛ ЕБА Н ИЙ

Изобретение относится к средстваьГ ,автоматики и может быть использовано в

> системах автоматического регулирования, управления, измерения и преобразования, рабатающих по приниипу отклонения с от рииательной обратной связью.

Известны способы гашения колебаний, основанные на введении в систему демпфера, развивающего силу, направленную навстречу движению колебаний и пропорциональную его скорости (1 .

Недостатком способа является то, что пропесс основан на рассеивании энергии и начинается в переходном пропессе, что . снижает быстродействие системы.

Известны способы гашения колебаний при помощи управляемого демпфирования, при котором коэффипиент демпфирования меняется во времени.

Однако эти способы основаны на рассеивании энергии, ухудшают качаемо регулирования и инериионны.

Uem. изобретения — сокращение времени гашения колебаний.

Указанная пель достигается тем, что в способе гашения колебаний преимущественно в автоматических систевтах регулирования, основанном на изменентти компенсирующего воздействия на входе системы, компенсирующее воздействие иэмейяют дополнительным воздействием на выходе системы с последующим суммарным компенсирующим воздействием на входе и выходе системы, На чертеже изображена схема системы

10 для реалиэаиии предлагаемого способа.

Система содержит элемент 1 сравнения, регулятор 2, объект 3, включающий учась ки 4 — 6 и обратную связь 7 с выхода на вход системы.

)5

При появлении отклонения (рассогласования) Е между входным параметром Х >х и величиной регулируемого параметра (.величина ). преобразуется в величину компенсирующего воздействия с помощью регулятора 2 и направляется на вход объекта 3 (участок 4) и одновременно на участ тки 5 и 6, последний находится на выхо де объекта и в связи с этим обладает

3 798 38 большим быстродействием. Количество энергии, подводимой к участку 6 объекта 3, подбирают таким образом, чтобы она была равна максимальной величине энергии, накапливаемой в участке 5, а диапазон максимальной энергии, подводимой к учжч ку 5, равен максимальной величине энергии, накайливаемой на входе объекта 3 на учаеч1 ке 4. Таким образом, от входа к выходу объекта 3 осуществляется уменьшение количества подводимой энергии (величи« ны компенсирующего воздействия) и повышение быстродействия, что, в частности, наиболее наглядно в объектах с распределенными параметрами.

Таким образом, компенсирующее воздейс"вие поступает на участок 6 и предположим, что его "достаточно для компенсации отклонения. Исходя из того, что участок 6 практически не имеет инерцион- о ности и обладает небольшими габаритами (объем, масса объема и т.д.), то измене-. нием динамических свойств участка 6 можно пренебречь по сравнению с изменением динамических свойств в процессе ра- боты всего объекта 3. поэтому участок

6 будет практически инвариантен (независим к изменению внешних условий ) и кроме того его внутренние свойства практически не изменяются относительно всего и объекта 3. Таким образом, время компенсации отклонения по участку 6 будет неизменным при одной и той же величине компенсирующего воздействия и будет зависеть только от величины воздействия, которая связана с сигналом отклойэния.

Однако время компенсации участка 5 и всего объекта 3 будет.;"уже существенно изменяться, например от возмущающих воздействий. Исходя из этого, на входе О объекта будет накаплив аться разлйчйое количество избытка энергии, которая приводит систему к перерегулированию.

Таким образом, компенсирующее воздейс гвие, поступая на участок 6 через обратную связь, скомпенсирует отклонение и при, этом ограничит количество энергии, подводимое на вход объекта и более инерционного участка 5. Ограниченная величина воздействия, поступая на участок 5 и про30 ходя его, будет через некоторое время суммироваться с энергией участка 8 и вызывать изменение уже, с противоположным знаком. Это вызовет появление отклонения У,„с противоположным знаком, И регулятор 2, например, уже станет уменьшать величину регулирующего воздействия,,которая также поступает на вход объекта

: 3 и участки 5 и 6, где последний будет

5 4 успевать уменьшать (отводить) энер лю с участка 6 со скоростью распространения ее по участку 5. В результате происходит процесс гашения колебаний путем . распределения энергии. При этом участок

6 приобретает возможность для новой компенсации перерегулирования. Если отклонение было незначительное, то дополнительная энергия, поступающая на вход объекта, может не успеть оказать влияние на выходной сигнал, так как усп ет рассеяться.

Если отклонение будет значительное, например во время запуска системы, то компенсирующего воздействия (энергии), поступающего в участок 6, будет недостаточно, чтобы скомпенсировать отклонение, поэтому компенсация его будет осуществляться большее время, в результате энергия, поступающая на участок 5, просуммируется с энергией участка 6 и может даже с энергией на входе, и суммарной энергией будет скомпенсировано отклонейие. Так как отклонение скомпен сировано суммарной энергией, то энергии, поступившей на вход, будет недостаточно, чтобы скомпенсировать отклонение на сумму энергий, .поданных на участок 5 и

6, а энергии на участке 5 и поданной на вход участка 4 — недостаточно на величину энергии, поданной на участок 6. Если отклонение скомпенсировано только энергией участков 5 и 6, то исходя из начальных условий, что на участок 6 подводят энергию, равную ъ3Ьксимально. накапливаемой на участке 5, вызывающую максимальное перерегулирование, при отводе всей энергии с участка 6 энергии участка 5 хватит только для того, чтобы достичь установившееся значение. Участок

6, имея большее быстродействие, успевает отвести имеющуюся энергию и тем самым погасить колебания, вызываемые накоплением избытка энергии на участке 5.

Аналогичным образом энергии участка 5 с достаточно, если ее отвести, для компенсации максимальной величины перерегулирования, вызванной накоплением избытка энергии на входе в объект на участке 4.

Таким образом, участок 6 не изменяет своих свойств,. а при изменении динамических свойств участков 4 и 5 будет меняться время компенсации отклонения и, следовательно, в них будет изменяться количество накапливаемой избыточной энергии, которая вызывает величину перерегулирования. При этом в участок 6 будет подводиться другое количество энергии, 798385

Составитель Л. Прокопенко

Редактор В. Ланке Техред Ж.Кастелевич

Заказ 9988/42 Тираж 1017

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор Г. Решетник

Подпис ное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 которое будет характеризовать величину избыточной энергии, накапливаемой в объекте. Таким образом, с помощью участка

6 определяют количество накапливаемой энергии в объекте и ограничивают количество поступающей на вход за счет подвода энергии, например, в конце объекта.

При этом участок 6 объекта 3 используют в качестве успокоителя. В результате экспериментальных исследований было за- 10 мечено, :что система сохраняет свойства быстродействующего контура, в данном. случае участка 6. Известно, что при последовательном соединении звеньев сиота мы порядок системы увеличивается, в дан-15 ном случае, если участки 4, 5 и 6 каждый первого порядка, то вся система будет третьего порядка Однако предлагаемая структура сохраняет свойства участка

6, т.е. при таком построении система не 20 увеличивает порядка. Если участок 6 устойчив, то и вся система будет устойчива. Если участок 6 колебательный, то и абсолютная величина амплитуды колеба, ний сохраняется у всей системы. А .так 25 как диапазон участка небольшой, то абсо- лютная величина колебаний незначительна и ею можно пренебречь.

Формула изобретения

Способ гашения колебаний, преимуществ венно в автоматических системах регулирования, основанный на изменении компен сирующего воздействия на входе системы, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени гашения колебаний, компенсирующее воздействие изме- -: няют. дополнительным воздействием на выходе системы с . последуюшим.суммарным компенсирующим воздействием на sxo де и выходе системы.

Ис точники информ а ции, пипринятые во внимание при экспертизе

l. Берг А. И. и Трапезников В. A.

Автоматизация производства и промышлен ная электроника.. Советская энциклопедия, М., т. 1, 1964, с. 308-309.