Система управления нестационарными объектами

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ, содержащая блок усилителей, последовательно соединенные блок формирования желаемого поведения объекта и блок сравнения, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами блока дифференцирования , блок датчиков координат состояния объекта управления, выходы которого соединены с соответствующими входами блока дифференцирования и первыми входами блока формирования функции желаемого поведения объекта, вторые входы которого являются управляющими входами системы, отличающаяся тем, что. с целью повыщения точности управления за счет адаптации системы автоматического управления к переменным параметрам объекта управления и улучщения помехозащищенности системы, в нее введены адаптивный регулятор, блок интеграторов, последовательно соединенные блок формирования вспомогательной функции, блок умножителей, блок двухпозиционных реле, при этом выходы блока интеграторов соединены с первыми входами адаптивного регулятора, вторые входы которого подключены к управляющим входам системы, а выходы являются выходами системы, выходы блока датчиков координат состояния объекта управления соединены с третьими i входами адаптивного регулятора и соответствующими входами блока формирова (Л ния вспомогательной функции, выходы блока двухпозиционных реле соединены с входами блока усилителей, выходы которого подключены к соответствующим входам блока интеграторов, выходы блока сравнения соединены с вторыми входами блока умножителей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3699282/24-24 (22) 09.02.84 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А. С. Востриков и О. Я. Шпилевая (53) 62 — 50 (088.8) (56) Востриков А. С. Управление динамическими объектами. Новосибирск, НЭТИ, 1979, с. 103. (54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ, содержащая блок усилителей, последоватеЛьно соединенные блок формирования желаемого поведения объекта и блок сравнения, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами блока дифференцирования, блок датчиков координат состояния объекта управления, выходы которого соединены с соответствующими входами блока дифференцирования и первыми входами блока формирования функции желаемого поведения объекта, вторые входы которого являются управляющими вхоа,àìH системы, отличающаяся тем, что,,SU„„1191883 А g 4 G 05 В 13/02 с целью повышения точности управления за счет адаптации системы автоматического управления к переменным параметрам объекта управления и улучшения помехозащищенности системы, в нее введены адаптивный регулятор, блок интеграторов, последовательно соединенные блок формирования вспомогательной функции, блок умножителей, блок двухпозиционных реле, при этом выходы блока интеграторов соединены с первыми входами адаптивного регулятора, вторые входы которого подключены к управляющим входам системы, а выходы являются выходами системы, выходы блока датчиков координат состояния объекта управления соединены с третьими входами адаптивного регулятора и соответствующими входами блока формирования вспомогательной функции, выходы блока двухпозиционных реле соединены с входами блока усилителей, выходы которого подключены к соответствующим входам блока интеграторов, выходы блока сравнения соединены с вторыми входами блока умножителей.

1191883

25

Изобретение относится к системам автоматического управления нестационарными объектами, адаптивным по отношению к переменным параметрам объекта управления, и может быть использовано при создании электромеханического обеспечения роботов и манипуляторов, отдельные параметры которых (масса, момент инерции) переменны во времени.

Цель изобретения — повышение точности управления за счет адаптации системы автоматического управления к переменным параметрам объекта управления и улучшение помехозащищенности системы.

На чертеже представлена функциональная схема системы управления нестационарными объектами.

Система содержит блок 1 датчиков координат состояния объекта, последовательно соединенные блок 2 формирования вспомогательной функции, блок 3 умножителей, блок 4 двухпозиционных реле, блок 5 усилителей, блок 6 интеграторов и адаптивный регулятор 7, последовательно соединенные блок 8 формирования функции желаемого поведения объекта управления и блок 9 сравнения, выходы которого соединены с вторыми входами блока 3 умножителей, блок 10 дифференцирования. Выходы блока 10 дифференцирования подключены к вторым входам блока 9 сравнения.

Управляющий вход системы подключен к вторым входам блока 8 формирования функции желаемого поведения объекта и адаптивного регулятора 7, выходы которого являются выходами системы. Выходы блока 1 датчиков координат состояния объекта подключены к третьим входам адаптивного регулятора 7, к входам блока 2,формирования вспомогательной функции, блока 10 дифференцирования и первым входам блока 8 формирования функции желаемого поведения объекта управления.

В системе управления нестационарными объектами блок 2 формирования вспомогательной функции, блок 3 умножителей, блок

4 двухпозиционных реле, блок 5 усилителей и блок 6 интеграторов образуют контур подстройки коэффициентов адаптивного регулятора.

Выполнение блока 2 формирования вспомогательной функции зависит от .вида функции L(x). Блок 2 может быть выполнен, например, в виде суммирующего усилителя.

Блок 3 умножителей может быть выполнен в виде совокупности или одного блока умножения двух переменных величин, в качестве которого можно использовать серийно выпускаемый интегральный перемножитель 525ПС3. Адаптивный регулятор 7 в частном случае может быть выполнен в виде последовательно соединенных суммирующего усилителя, блока умножения и сумматора, Выполнение блока 8 формирования функции желаемого поведения объекта управления зависит от требований, предъявляемых к объекту управления. Так, блок 8 может быть выполнен в виде последовательно соединенных суммирующих усилителей серии 140. Блок 10 дифференцирования может быть представлен в виде последовательно соединенных устройства сравнения, усилителя, интегратора, выход которого соединен с одним из входов устройства сравнения.

Система управления нестационарными объектами работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени система находится в стационарном состоянии.

Поскольку выходные сигналы блоков 8 и 10 равны между собой, т. е. F(x) =х, то на выходе блока 9 сигнал отсутствует

F(x) — х,=0. Теперь предположим, что состояние ОУ изменилось таким образом, что параметр, отражающий изменение свойств ОУ во времени, увеличился. Это приводит к изменению координат состояния ОУ и, следовательно, к изменению выходного сигнала блока 1, поступающего на входы блоков 8 и 10. Блок 9 сравнивает выходные сигналы блоков 8 и 10 (F(x) и xz) и формирует сигнал Л<О, поскольку изменение А(1) приводит к изменению х,.

Сигнал с выхода блока 1 поступает на вход, блока 2, формирующего сигнал L(x), который умножается в блоке 3 на сигнал и .

Сигнал с выхода блока 3 поступает на вход блока 4. Выходной сигнал последнего определяется знаком произведения

L(x) д и равен в данном случае 1. Выходной сигнал блока 4 усиливается блоком 5, ! а затем интегрируется блоком 6. На выходе блока 6 формируется уменьшающийся сигнал К(1), который задает коэффициент адаптивного регулятора 7. Последний формирует управляющее воздействие U(t), поступающее на вход ОУ. Уменьшение сигнала K(t) происходит до тех пор, пока сигнал не станет равным О. В момент, когда

F(x) =xz (сигнал Л =О) перестройка коэффициента регулятора прекращается.

Моделирование показало, что система управления нестационарными объектами менее чувствительна к помехам и характеризуется более высокой точностью управления за счет адаптации системы к переменным параметрам объекта управления.

1191883

&.1 ОУ

Составитель А. Лащев

Редактор И. Рыбченко Техред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 7157/45 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4