Регулятор с переменной структурой

Регулятор с переменной структурой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Респуублик ()954929 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву .849@4@ (22) Заявлено 20. 12.79 (2! ) 2857299/ 8-24 с присоединением заявки М . (23) Приоритет

Опубликовано 304)8.82. Бюллетень М 32 (51)NL. Кл.

Gr05 В 13/00 фвударатненниб квинтет

CCCP яя делан навбретеккй н втаритнй (53) УДК 62-50 (088.8) Дата опубликования описания 0,09,82

Н. В. Сабуров, A. М. Пучков, A. Г. Савинов, В. В. В и В. М. Соболев (72) Авторы изобретения (7) ) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке систем автоматического управле-, ния нестационарными объектами при наличии больших внешних возмущений.

Наиболее близким к предлагаемому

5 является регулятор с переменной структурой, содержащий последовательно соединенные формирователь линии переключения, блок сравнения знаков, переключатель и сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом блока сравнения знаков и с выходом формирователя сигнала управления, входы которого по т» ключены к соответствующим входам;:фор1 мирователя линии переключателя, и последовательно соединенные источник опорного сигнала и пороговое устройство, второй вход которого соединен с выходом формирователя сигнала управления, а вы-. то ход которого соединен со вторым входом переключателя. В этом регуляторе имеют.. ся два канала управления с переменной структурой и функпионалытый с постояи

2 ными параметрами) и обеспечивается выбор режима управления в зависимости от режима движения и сигналов управления и переключения $1).

Известный регулятор имеет невысокую точность, недостаточное быстродействие и ограниченную устойчивость.

Управление, осуществляемое таким регулятором, является статическим, вследствие чего HepaheBcTso нулю статической ошибки в установившемся режиме

Х ст Ф 0 обуславливает смещение характеристик регулятора относительно разнополярных вариаций задающих воздейсч вий, что ухудшает процесс регулирования, Кроме того, в регуляторе отсутствует возможность ограничения производных; в движении фазовых координат при наличии больших возмущений.

Цель изобретения — повышение точности, устойчивости и быстродействия регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в известный регулятор вводятся по984М0 4

5> — нескорректированная линия переклюм чения, определяемая как 9q С» х„+

+ С х, где С», Сq =cons<; S скорректированная линия переключания (сколыкения), определенная выше, при этом внутри А С (Х2 ) = С =СОпМ;

Tq - участки траектории изображающей точки; 9», ale - точки сопряжения разнородных управлений., i0 Схема содержит формирователь 1 линии переключения, блок 2 сравнения знаков, формирователь 3 сигнала управления, коммутатор 4, сумматор 5, пороговое ом устройство 6, переключатель 7, источник

15 8 опорного сигнала, интегратор 9, ограничитель 10, первый усилитель 11, второй усилитель 12, ограничитель 13 формирователя линии переключения, сумматор 14 формирователя линии переключения, при-20 чем U» — сигнал непрерывной компоненты управления, 0» = о»» х„-»» c3тх, где

3», С1 - передаточные коэффициенты по сигналам Х, и Х соответственно; ц сигнал дискретной компоненты управлео 5 ния; U — сигнал интегральной компоненты управления; 6 — выходной сигнал управления, б = 0„- U + 0, Е, я сигнал уставки.

Б= С»х» 4 С (Х ) Х

40 следовательно соединенные интегратор, вход которого соединен с первым входо формирователя сигнала управления, и огр ничитель, выход которого соединен с третьим входом .сумматора.

Формирователь линии переключения состоит из последовательно соединенных первого усилителя, вход которого соеди нен с первым входом формирователя ли нии переключения, и сумматора, выход которого соединен с выходом формирова теля линии переключения, и последовательно соединенных второго усилителя, вход которого соединен со вторым вход формирователя линии переключения, и ограничителя, выход которого соединен со вторым входом сумматора.

Такое подключение интегральной цепи сводит к нулю в установившемся режим смещение характеристик составных элементов, охваченных ею.

Введение ограничения по сигналу ин тегральной цепи обеспечивает большую эффективность ее при малых рассогласованиях системы, т.е. непосредственно п вышение точности, а при больших рассогласованиях сохранение такой эффективности нежелательно вследствие усилени колебательных режимов и усиления отмеченного недостатка известного регулятора. Устранение этого недостатка известного регулятора и повышение устойчивости достигается предлагаемой схемой формирователя линии переключения. Такое его построение определяет нелиней- З5 ную функцию линии переключения 8

rAe x», х1 — фазовые координаты;

Х» — сигнал рассогласования системы, Х = Х»

С» = cons<

С (х — нелинейный передаточный

45 коэффициент, значение которого при больших сигналах носит убывающий характер.

Это обеспечивает более быстрое попа-,.- дание изображающей точки на линию переключения 5 и ограничение сигнала

На фиг. 1 изображена фазовая плоскость для пояснения движения изображающей точки; на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг. 3 — блоксхема формирователя линии переключения.

На этих фигурах обозначены А — область режима работы канала с постоянными парал»етрами (функциональное управление);

Система работает следующим образом.

При наличии возмущающих и управляющих воздействий таких, что! О» I E. сигнал управления б с сумматора 5 выделяется по двум компонентам О» и Og т.е. 6 = U» + Ug, формируемым каналами линейного статического (блок 3) и нелинейного астатического (блоки 9 и

10) управлений. А статическая компонента Uq позволяет свести к нулю установившийся сигнал ошибки системы; т.е.

X»pcs = О, и, следовательно, x„>y)cT = О, и Uqgc = О, т.е. обеспечивается . несмещение характеристик порогового устройства относительно начала координат.

При наличии воздействий, определяющих 0» (> Я формируется дополнительная компонента Ц > переменной структуры (блоки 6-8), коммутируемая блоками

1 и 2, формирующими сигналы переключения и логики (соответственно. При этом G = О» -От + Ug и движение фазовых координат происходит в режиме, переключения (траектория Т„, Т>, фиг. 1 ) и скольжения (траектория Т, фиг. 1).

При достижении 0» j g система работает по линейному закону, KAK описано выше.

5 984929 6

Усилители 11 и 12 линейно изменя- ния точности регулятора, в него введены ют сигналы Х и Х z соответственно ° . последовательно соединенные интегратор, 3она ограничения 13 в цепи сигнала Х вход которого соединен с первым входом не менее величины, соответствующей гра- формирователя сигнала управления, и огранице разделения режимов управления ничитель, выход которого соединен с (точки О .и 0z фиг. 1). Введение это= третьим входбм сумматора. га ограничения, уменьшая угол наклона 2. Регулятор по п. 1, о т л и ч а ю5 к Х„, ограничивает уровень сигнала шийся тем, что, с целью повышения

X . СЬновременно такая функциональная устойчивости и быстродействия регулятодеформация линии переключения увеличи- 10 ра, формирователь линии переключения вает устойчивость и быстродействие по- состоит из последовательно соединенных падания на нее изображающей точки первого усилителя, вход которогосоеди(фиг. 2). нен с первым входом формирователя линии

Предлагаемый регулятор с нелинейным переключения, и сумматора, выход «отоастатическим каналом и нелинейным фор 1 S, ðîãî соединен с выходом формирователя мированием линии переключения обеспе- линии переключения, и последовательно чивает деформацию линии переключения соединенных второго усилителя, вход ко5, увеличивает устойчивость работы, торого соединен с вторым входом форми повышает точность управления до 20 и рователя линии переключения, и огранибыстродействие до 159 . 2О чителя, выход которого соединен с вторым входом сумматора.

Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Регулятор с переменной структу- 2S l. Авторское свидетельство рой по авт. св. N 849141, о т л и ч а - % 849141, кл. 6 05 В 13/02, 1979 ю шийся тем, что, с целью повыше-, (прототип).

984929 (Риг.2

Составитель А. Лащев

Редактор Т. Портная Темред А.Бабинвц Корректор Е. Рошко

Заказ 6431/47 Тираж 9l4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3O3S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патенг, г. Ужгород, ул. Проектная, 4