Устройство наблюдения

 

УСТРОЙСТВО НАБЛЮДЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные блок коэффициентов, первый блок сумматоров , блок интеграторов и блок сравнения, одним входом соединенный с выходом объекта наблюдения, подключенного своим входом к входу блока коэффициентов, а выход блока интеграторов через блок коэффициентов модели подключен к второму входу первого блока сумматоров, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в него дополнительно введены последовательно соединенные блок релейных элементов , блок фильтров и второй блок сумматоров , причем выход блока сравнения через блок релейных элементов соединен с третьим входом первого блока сумматоров, а второй и третий (Л входы второго блока сумматоров подС ключены соответственно к выходам блока коэффициентов модели и блока коэффициентов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Р И ЛФТЮ

РЕСПУБЛИН

3GD С 05 В 23 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬС FBY (21) 3500742/18-24 (22) 18. 10.82 (46) 07.07.84. Бюл. В 25 (72) Ю.А.Борцов, Ю.А.Пахомов и И.Б.Юнгер (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.

В.И.Ульянова (Ленина) (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 693342, кл. С 05 В 23/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 744455, кл. С 05 В 23/02, 1980.

3. Кузовков Н.Т. Модельное управление и наблюдающие устройства. М., "Машиностроение", 1976, с. 66 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО НАБЛЮДЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные блок коэффициентов, первый блок сум„SU„„1101790 A маторов, блок интеграторов и блок сравнения, одним входом соединенный с выходом объекта наблюдения, подключенного своим входом к входу блока коэффициентов, а выход блока интеграторов через блок коэффициентов модели подключен к второму входу первого блока сумматоров, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него дополнительно введены последовательно соединенные блок релейных элементов, блок фильтров и второй блок сумматоров, причем выход блока сравнения через блок релейных элементов соединен с третьим входом первого блока сумматоров, а второй и третий входы второго блока сумматоров подключены соответственно к выходам блока коэффициентов модели и блока коэффициентов.

11О1

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для наблюдения за переменными состояниями объектов управления, в которых в процессе работы имеют место изменение параметров объекта и/или действие возмущений, например, в роботостроении в системах автоматического управления приводами рабочих органов манипуляционных роботов, 10 в станкостроении в системах автоматического управления приводами главного движения металлорежущих станков, в металлургии в системах автоматического управления приводами прокатных 15 станов.

Известно устройство для идентификации линейных динамических объектов, содержащее две модели, входы которых связаны с соответствующими входами 20 устройства, à выходы — с соответствующими входами блока формирования ошибки настройки, и блок интеграторов, выходы которого связаны с соответствующими настроечными входами 25 моделей, последовательно соединенные корреляторы и фильтры-предикаторы 1 ).

Однако устройство идентификации при изменении параметров не обеспечивает требуемую точность идентифика-З0 ции объекта. Кроме того,из-за наличия двух моделей, коррелятора и предикаторов возникают затруднения в обеспечении условий устойчивости устройства.

Известно также устройство для идентификации линейного объекта, содержащее задатчик масштабных коэффициентов, последовательно соединенные первый блок множителей, первый сумма-40 тор, второй сумматор и блок деления, выход которого соединен с первыми входами первого блока множителей, вторые входы которого через последовательно соединенные блок квадрато- 45 ров и третий сумматор соединены с вторым входом блока деления, выход объекта идентификации соединен с вторым входом второго сумматора, а входы третьего и четвертого блоков умножения соединены с соответствующими выходами задатчика масштабных коэффициентов 523.

Однако это устройство идентификации не обеспечивает идентификацию нестационарного линейного объекта при наличии неизмеряемых внешних возмущений аддитивного характера, так как устройство идентификации рассчи790 тано на линейные стационарные объекты.

Наиболее близким к изобретению является наблюдающее устройство идентификации, содержащее последовательно соединенные блок коэффициентов, первый блок сумматоров, блок интеграторов и блок сравнения, одним входом соединенный с выходом объекта наблюдения, подключенного своим входом к входу блока коэффициентов, а выход блока интеграторов через блок коэффициентов модели подключен к второ- у входу первого блока сумматоров $3).

Однако известное наблюдающее устройство идентификации обладает низкой точностью в случае воздействия на объект идентификации неизмеряемых возмущений, так как оно принципиально рассчитано на функционирование в условиях линейного стационарного объекта, в котором отсутствуют возмущения.

Цель изобретения — повышение точности устройства наблюдения при наличии неизмеряемых возмущений, действующих на объект наблюдения.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные блок коэффициентов, первый блок суммагоров, блок интеграторов и блок сравнения, одним входом соединенный с выходом объекта наблюдения, подключенного своим входом к входу блока коэффициентов, а выход блока интеграторов через блок коэффициентов модели подключен к второму входу первого блока сумматоров, дополнительно введены последовательно соединенные блок релейных элементов, блок фильтров и второй блок сумматоров, причем выход блока сравнения через блок релейных элементов соединен с третьим входом первого блока сумматоров, а второй и третий входы второго блока сумматоров подключены соответственно к выходам блока коэффициентов модели н блока коэффициентов.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства наблюдения.

Устройство содержит блок 1 коэффициентов, первый блок 2 сумматоров, блок 3 интеграторов, блок 4 сравнения, объект 5 наблюдения, блок 6 коэффициентов модели, блок 7 релейных элементов, блок 8 фильтров и второй блок 9 сумматоров.

1790 4 зом, предлагаемое устройство наблю-, дения при введении последовательно соединенных блока 7 релейных элементов, блока 8 фильтров и второго блока 9 сумматоров, причем выход блока 4 сравнения через блок релейных элементов соединен с третьим входом первого блока сумматоров, а второй и третий входы второго блока сумматоров подключены соответственно к выходам блока коэффициентов модели и блока коэффициентов, обеспечивает формирование на выходе блока релейных элементов сигнала, способного организовать в системе скользящие режимы при наличии любых возмущений, действующих на объект, благодаря чему осуществляется компенсация рассогласования между объектом и устройством наблюдения. При этом выделение координат вектора состояния объекта происходит с меньшей ошибкой.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения обусловлен облегчением технологических режимов за счет улучшения технических характеристик системы управления приводом.

Проектирование следящих систем электроприводов электромеханических объектов связано с необходимостью учета их характерных особенностей нелиейностьр нестационарность тиристорного преобразователя и т.д. Получают распространение адаптивные регуляторы, составной частью которых является наличие устройства идентификации (наблюдателя). Учитывая нединат вектора состояния объекта, следствием чего является снижение динамических показателей всей следящей системы.

Предлагаемое устройство может быть, например, рассчитано на работу в системах регулирования скорости с переменными параметрами объекта управления,lкогда коэффициент передачи объекта или маховый момент привода непостоянен. Использование информации о состоянии объекта, получаемой с помощью предлагаемого устройства наблюдения, позволяет повысить производительность и улучшить качество продукции. аж 842 Поу исное

3 11О

Устройство работает следующим образом.

При подаче входного сигнала на вход объекта 5 наблюдения он через блок 1 коэффициентов, первый блок 2 сумматоров, замкнутый контур, блок 3 интеграторов, блок 6 коэффициентов модели поступает на первый вход блока 4 сравнения, и одновременно входной сигнал от объекта 5 наблюдения поступает на второй вход блока сравнения.

Предположим, что параметры объекта 5 наблюдения отличаются от исходных или на него действуют возмущения.15

Тогда сигнал на выходе блока 4 не равен нулю. В этом случае на выходе блока 7 релейных элементов формируются дополнительные сигналы, способные привести сигнал на выходе блока сравнения к нулевому значению по каждой координате. После того, как сигнал достигает нулевого значения, т.е; попадает на гиперплоскость скольжения, он уже не может отклониться от этого значения, так как при каждом его изменении от заданной гиперплоскости формируется дополнительное воздействие, поступающее на третий вход блока 2 сумматоров, компенсирующее возникшее отклонение. Таким образом, движение сигнала ошибки происходит в скользящем режиме вдоль гиперпло кости, которая заранее выбирается так, что проходит через начало координат. Практически это означает, что в результате конечного числа разрывных воздействий устройство наблюдения за счет дополнительного воздействия с выхода блока 7 релейных элементов приводится

40 к ошибкам в оценке требуемых коорв состояние, когда разность сигналов с выходов объекта и устройства наблюдения близка к нулю с любой сте- пенью точности, т.е. устройство наблюдения подстроится под объект.

После окончания процесса настрой ки модели на выходах блоков 2 и 9 сумматоров формируются нормальные координаты вектора состояния объекта, причем составляющая, формируемая с помощью блока релейных элементов, подвергается дополнительной фильтрации блоком 8 фильтров с целью сглажива-! ния помех и при этом не оказывая влияния на динамику основного процесса настройки модели. Таким обраBHHHBH Заказ 4765/31 Унр

Фнлнал ППП Патент", г. Унгорол,рн.Проехтхаа, 4