Система автоматического управления двухсвязным объектом

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВУХСВЯЗНЫМ ОБЪЕКТОМ, содержащая последовательно соединенные первый задатчик, первый блок сравнения, первое сигнум-реле первый логический блок и первый интегратор и последовательно соединенные второй задатчик, второй блок ШН -- S5 г... ,. ......i } , .:. п,-;.- ;,/.:. : ., .- Я Ё1а.4дет:;;:.| р ч-ч сравнения, второе сигнум-реле, второй логический блок и второй интегратор , соединенный вьпсодом с вторым входом объекта, первым входом соединенного с выходом первого интегратора , а выходами - с вторыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, выход первого сигнум-реле соединен с вторым входом второго логического блока, а выход второго сигнум-реле соединен с вторым входом первого логического блока, отличающаяс я тем, 4TOJ с целью повьппения быстродействия системы, в ней пторой и третий входы первого логического блока соединены соответственно с вторым входом первого интегратора и третьим входом второго логического блока, соединенного вторым и третьим выходами соответственно с вторым входом второго интегратора и третьим входом первого логического блока.

(191 (I I) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК

° 4(5 11 G 05 В 11 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

М ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3669058/24-24 (22) 01.!2.83 (46) 30,05.85. Бюл. М 20 (72) А.В.Иванов и М.М.Мульменко (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 62-50 (088,8) (56) Воронов А.А. Основы теории автоматического регулирования. М.-Л,;

Энергия, 1970, ч.111, с.212-222, рис.8.2.

Авторское свидетельство СССР !

l 535713, кл. Н 02-Р 13/18, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 1010596, кл. С-05 В ll/32, 1978. (54). (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ДВУХСВЯЗНЫМ ОБЪЕКТОМ, содержащая последовательно соединенные первый задатчик, первый блок сравнения, первое сигнум-реле, первый логический блок и первый интегратор и последовательно соединенные второй задатчик, второй блок сравнения, второе сигнум-реле, вто" рой логический блок и второй интегратор, соединенный выходом с вторым входом объекта, первым входом соединенного с выходом первого интегратора, а выходами — с вторыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, выход первого сигнум-реле соединен с вторым входом второго логического блока, а выход второго сигнум-реле соединен с вторым входом первого логического блока, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повьппения быстродействия системы, в ней второй и третий входы первого логического блока соединены соответственно с вторым входом первого интегратора и третьим входом второго логического блокà> соединенного вторым и третьим выходами соответственно с вторым входом второго интегратора .и третьим входом первого логического блока.

1158973

Изобретение относится к системам управления двухснязными объектами, н кохорых первый нходной сигнал воз действует на сумму, а второй входной сигнал - на разность выходных 5 координат объекта, и может быть применен н установках многозонного нагрева, многокамерных печах, в двухдвигательных электропринодах и т.д.

Целью изобретения является повы- 10 шение быстродействия сщ .темы.

На фиг.! представлена структур ная схема системы; на фиг.2 - структурная схема двухсвязного объекта; на фиг.3 - графики статических харак- 15 териетик двухсвяцного объекта.

Система содержит двухсвязный объект 1, нагрузки 2 и 3, регулятор 4 амплитуды, регулятор 5 скважности, ключи 6 и 7, элемент НЕ 8, первый 9 N. и второй !О блоки сравнения, первое и второе сигнум-реле Il и 12 элементы НЕ 13 и 14, элементы И 15-18, первый и второй интеграторы 19 и 20, первый и. второй задатчики 21 и 22, первый и второй логические блоки

23 и 24, (11 — среднее значение величины первой выходной координаты двухсвяэного объекта 1; 02 — среднее значение величины второй выход- 30 ной координаты двухснязного объекта 1; „ - выходной сигнал интегратора 19, воздействующий на сумму выходных координат (3 H 02 62 ны ходной сигнал интегратора 20, воздействующий на разность (соотношение ) выходных координат 0„и V2„

2 -. первый и второй входные сигналы соответственно перного и второго, логических. блоков 23 и 24; 40 х „, х2 - выходные сигналы первого и второго сигнум-реле 1.! и 12;

Я2- сигналы ошибок регулирования (отклонений 1, т.е. выходные сиг" налы блоков 9 и 10 сравнения. 45

В состав первого логического блока 23 входят элементы НЕ 13, элементы И 15 и 16. В состав второго логического блока 24 входят элементы

НЕ 14 и элементы И 17 и 18. В состав 50 двухсвязного объекта 1 входят регуляторы амплитуды " и скважиости 4 и 5, ключи 6 и 7, нагрузки 2 и 3, элемент НЕ 8.

Система работает следующим обра- И зом.

На первые входы блоков 9 и 10 сравнения поступают сигналы с выходов эадатчикон 21 и 22, а на вторые входы " выходные координаты

U„ и U2 двухснязного объекта 1. На выходах блоков сравнений 9 и 10, формируются сигналы E„, E2 отклонений выходньпс координат U<, U2 от ныходных сигналов задатчиков 21 и 22. Выходные сигналы E„, E. блоков

9 и 10 сравнения поступают на входы сигнум-реле 11 и 12, на выходе которых формируются сигналы х„, х2, соответствующие знакам сигналов Я„, Е2 .

Выходные сигналы х,, х сигнум-реле

ll и 12 поступают йа входы логических блоков 23 и 24, на первом и.втором выходах которых формируются сиг налы 7,, 22, Z„, 2+, которые поступают на соответствующие вхолы интеграторов 19 и 20. На третьем выходе первого логического блока 23, формируется выходной сигнал Ц, который поступает на третий вход логического блока 24, На третьем выходе второго логического блока 24 формируется выходной сигнал U, который поступает, на третий вход логического блока 23. На выходах интеграторов 19 и 20 формируются сигналы 9,, 92, которые поступают на входы двухсвязного объекта 1.

В качестве регулятора амплитуды 4 может быть использован любой регулятор напряжения, например, регулируемый источник питания, а регулятор скважности строится на любой иэ известных схем. Ключи 6 и 7 управляются от регулятора скнажнос,ти 5 таким образом, что в любой момент нремени включен лишь один из них °

При изменении скважности (относительной длительности за период работы ключей 6 и 7 происходит строго пропорциональное изменение соотношения средних значений величин выходных координат Il,, О2 нагрузок

2 и 3 (так как среднее значение им пульснрй величины пропорционально ее относительной. длительности за цикл переключения ). Вид семейства статических характеристик двухснязного объекта I показан на фиг.3.

Специфической особенностью двухсвязных объектов такого типа является наличие естестненньм перекрестных связей внутри самого объекта,(фиг.1 пуйктирные стрелки 1, 158973 4 но соответствующем изменению комбинаций выходных сигналов х,, х, интеграторов 19 и 20, и которая приводит к направленному движению выходных координат Ц ; Vä двухсвязного объекта 1 к выходным сигналам эадатчиков 21 и 22, Информация о направлении изменения выходных сигналов » Hmer1Ia dpos

l9 и 20 получается путем непрерывного определения знаков сигналов отклонений E„H Й Ь1фп Е1 H 81.gn fg ) c помощью сигнум-- реле 11 и 12 и логического анализа полученных данных с поI мощью логических блоков 23 и 24.

15 В таблице показано определение рационального направления изменения выходных сигналов 1, интеграто" ров 19 и 20 и необходимо для этого состояния логических блоков 23 и 24

20 .на основании значений sign Е„ и

sign Fz. Алгоритм функционирования логических блоков 23 и 24, управляю. щих работой интеграторов 19 и 20, следующий двухсвязного объекта 1, которая эак- > лючается в изменении комбинации выходных сигналов 2,, 2, Z), . логических блоков 23 и 24, одноэнач1

2„х, 22 х, 23 =Х1

2 =х„ х л х I х л х2

Знаки отклонений

Состояние системы

Логические сигналы

Выходные сигналы интеграторов

l9 и 20

sign c

Входные Выходные х„х z„z z, z, ° ю»мюайю»ч»

0 0 0 1 0 0 Убываю- const щие

Bospacтающие

cons t

0 1 0 0 0 .I

1 1 1 0 0 0 Возрас- const такнцие

° +

1 О О 0 l 0

const Убывающие

ЮЮ

По укаэанному алгоритму работают 36 логические элементы 13-16, 17 и 18 ° входящие.в состав логических блоков

23 и 24 (фиг.1) .

Выходные сигналы 2 2, 2> Z+ И логических блоков 23 и 24 принимают значения 0 и 1 s двоичном алфа-. вите и преобразуются в непверыв"

3 1

Наличие перекрестных связей двухсвязного объекта 1 внешне проявляется в том, что изменение любого из выходных сигналов у,, у интеграторов 19 и 20 приводит к одновременному изменению обеих выходных координат U„ и 0 двухсвяэного объекта 1, которые изменяются в равной пропорции.,Разница заключается в том, что при изменении сигнала у изменение координат U и Vz происходит в противоположных инверсно ) направлениях, а при изменении сигнала

: изменение координат 0„ и (/ .происходит в одном направлении.

Управление двухсвяэным объектом 1 в системе реализуется по логическому закону управления с помощью логических блоков 23 и 24, содержащих элементы НЕ 13 и 14.и элементы

И 1S-18.

Формирование логического закона управления основано на дискретной дифференциации оценки состояния иые управляющие сигналы y1 H у исполнительными элементами в виде интеграторов 19 и 20, имеющих прямыеи иивертирующие входы; При нулевых уровнях сигналов на обоих входах интеграторов 19 и 20 последние благодаря запоминающим свойствам формируют выходные сигналы а, или q фиксированного уровня.

1158973

4 багз

Составитель Ю.Гладков

Репактор М.Heдолужeнко Техред И.Асталош

Заказ 3586/46 Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор И.Иаксимишинец

Подписное

Филиал ПНП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

При отклонении выходньм координат О, и 0< двухсвяэного объекта 1 от выходных сигналов задатчиков

21 и 22 система оказывается в одном иа четырех состояний (см.таблицу )..

В результате этого происходит изменение одного из сигналов

1 или ч ) йнтеграторов 19 и 20 по пропорционально»интегральному закону вплоть до момента достижения одной из выходных координат, напри" мер 0„, заданной величины, после

l чего состояние системы в соответствии с таблицой изменяется таким образом, что она .начинает работать в режиме переключений, стабилизируя достигнутую величину координаты 0, и приближаясь к заданной величине координаты Uq.

При достижении координатами 0„ и 0 эаданньм значений они продолжа" ют пульсировать с высокой частотой и малой амплитудой в пределах до" пустимой ошибки.регулирования системы.