Релейная адаптивная система

 

Изобретение относится к релейным системам управления и предназначено для повышения быстродействия и качества переходных процессов за счет адаптации при существенном изменении момента инерции, приведенного к валу исполнительного электродвигателя постоянного тока. В системе сигнал управления обрабатывается фильтром и блоком модуля, полученный сигнал сравнивается с эталонным значением и по рассогласованию осуществляется параметрическая подстройка цепи обратной связи. 1 ил.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1В (И>

SU (51)5 С 05 В 02

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 443863о/24-24 (22) 08.06.88 (46) 15.06.90 Бюл. Ф 22 (71) Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева (72) А.А. Дьща (53) 62-50 (088. 8) (56) Чураков E.П. Оптимальные и адаптивные системы, И.: Знергоиздат, 1987. с. 102-110 °

Техническая кибернетика. Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Кн. 2. Под ред. В.В.Солодовникова, И.: Машиностроение, 1975, с. 483-485.

Изобретение относится к системам управления, а именно к релейным системам автоматического управления, и предназначено gns управления объектами, обладакицими существенно переменными параметрами, в частности переменным моментом инерции;

Целью изобретения является повышение качества системы.

На чертеже представлена структурная схема релейной адаптивной системы.

Релейная адаптивная система содержит первый измеритель 1 рассогласования, первый сумматор 2, первый релейный элемент 3, электродвигатель 4 постоянного.тока, редуктор 5, объект 6 управления, датчик 7 положения, датчик 8 скорости, блок 9 умножения, фильтр 10, блок 11 выделения модуля, второй измеритель 12 рассогласования, источник 13 эталонного сигна2 (54) РЕЛЕ1Ъ1АЧ АЛАПТИБНАЯ СИСТЕИА (57) Изобретение относится к релейным системам управления и предназначено для повьнпения быстродействия и качества перехолных процессов за счет адаптации при существенном изменении момента инерции, приведенного к валу исполнительного электродвигателя постоянного тока. В системе сигнал управления обрабатывается фильтром и блоком модуля, полученный сигнал сравнивается с эталонным значением и по рассогласованию осуществляется параметрическая подстройка цени обратной связи. 1 ил. ла, ключ 14, второй релейньп элемент

15, регулятор 16 и второй сумматор 17.

Релейная адаптивная система работает следующим образом. С

После подачи на ее вход задающего 3 сигнала выходной сигнал f первого измерителя 1 рассогласования через { Д первый сумматор 2 и первый релейный >ф элемент 3 подается на. электродвигатель 4. Его выходной вал н, соответственно, вал редуктора 5 начинают разгоняться. В результате объект b управления изменяет свое пространственное положение, например поворачивается, то есть начинается отработка возникшего рассогласования. Одновременно с датчика 8 скорости сигнал скорости вращения вала электропвигателя 4 через блок 9 умножения поступает на второй (инвертируюший) вход первого сумматора 2.

1571548

; где с — величина сигнала на втором входе БУ 9 (на выходе второго сумматора 17). 15

На начальном этапе движения системы сигнал "с" определяется (при епиничном уровне выходного эталонного сигнала с источника 13) коэффициентом передачи по второму входу второго сум-20 матора 17, который выбирается так, :чтобы в системе при любых реальных . начальных условиях и возможных значениях варьируемого параметра (момента инерции) всегда. возникал скользящий 25 режим. При этом желательно, чтобы указанный коэффициент бып минимально ,возможным (но положительным), так как этим обеспечивается максимальный разгон вала электродвигателя 4 на начальной стадии движения.

При движении электродвигателем 4 определенной скорости вращения изменяется знак сигнала s и элемент 3 переключается. Абсолютная величина скорости вращения уменьшается, сигнал s

35 снова меняет знак и т.д. Возникает скользящий режим, которому соответствуют высокочастотные переключения релейного элемента 3.

На выходе фильтра 10 выделяется постоянная составляющая U выходного сигнала элемента 3 (высокочастотная составляющая подавляется), которая через блок 11 поступает на вхопы второго peneAHoro элемента 15 и второго измерителя 12 рассогласования.

Элемент 15 реализует функцию

1 при U,1 Р

0 npn l Uolte

0,99.

В момент возникновения скользящего режима lU>l(AaeMem 15 переключается в состояние "0", по которому замыкает-55 ся ключ 14 (при 7=1 ключ 14 разомкнут). Во втором измерителе 12 рассогласования выполняется сравнение сигф . палов IU f и желаемого значения f U

Для определенности будем считать, °,что система отрабатывает скачкообраз" ! ный входной сигнал или ненулевые на-; чальные условия. Тогда при соответствующем выборе коэффициента передачи по второму входу первого сумматора 2 па входе элемента 3 формируется сигнал

s = Q+ сЯ, (1) равного 0,85-0,95 и подаваемого с источника 13 эталонного сигнала на вто= рой вход второго измерителя 12 рассогласования. Выявленный сиг нал рассогласования через замкнутый ключ 14 подается на регулятор 16, представляющий собой, напри мер, интегрирующее звено. Сигнал на выходе регулятора 16 и, соответственно, на выходе второго сумматора 17 начинает изменяться, чем достигается перестройка коэффициента скоростной обратной связи в рЕлейной адаптивной системе.

На выходе элемента 3 сигнал при скользящем режиме работы системы имеет вид прямоугольных импульсов (меандра), постоянная составляющая П которых определяет скорость вращения вала электродвигателя 4. На основе теории скользящих режимов можно показать, что изменение коэффициента обратной связи существенно влияет на сквожность прямоугольных импульсов с выхода РЭ1 3 и, соответственно, на Uo.

В результате подстройки коэффициента скоростной обратной связи в системе в скользящем режиме работы поддерживается (стабилизируется) желаемое значение U, близкое по абсолютной величине к максимальному значению U, равному 1 . Поэтому после максимального разгона двигателя на начальном этапе движения системьr с момента возникновения скользящего режима начинается эффективное его торможение, поскольку на выход двигателя подается сигнал, постоянная составляющая которого близка по модулю к максимально возможному уровню и имеет знак противоположный знаку выходного сигнала элемента 3 на фазе разгона двигателя. Торможение продолжается вплоть до момента попадания изображающей точки фазового пространства в начало координат, в окрестности которого затем возникают высокочастотные колебания, амплитуда и частота которых определяется неидеальностью релейного элемента 3.

Таким образом, в релейной адаптивной системе характер переходных процессов близок по физической сущности к характеру процессов в оптимальных по ,быстродействию системах, однако в от3 личие от прототипа и других аналогичных систем, в данной системе не используется информация о значении параСоставитель А.Лащев

Редактор А.Маковская Техред М,Дидык Корректор С.Черни

Заказ 1511 Тираж 661 Подпис нсе

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 -1 57154 метра — момента инерции, приведенного к валу исполнительного двигателя. Формула и з обретения

Релейная адаптивная система, содержащая последовательно соединенные первый измеритель рассогласования, первый сумматор, первый релейный элемент, электродвигатель постоянного тока, редуктор, выходной вал котороrо механически соединен с объектом управления и датчиком положения, выход которого соединен с первым входом первого измерителя рассогласования, второй вход которого является входом системы, выход датчика скорости, соединенного входом с выходным. валом электродвигателя постоянного тока, подключен к первому входу блока 20 умножения, выход которого соединен

8 6 с вторым входом первого сумматора, отличающаяся тем,что, с целью повышения качества системы,она содержит второй релейный элемент, последовательно соединенные фильтр и блок выделения модуля, последовательно соединенные источник эталонного сигнала, второй измеритель рассогласования, ключ, регулятор и второй сумматор, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу источника эталонного сигнала и второму входу блока умножения, вход фильтра соединен с выходом первого релейного элемента, выход блока выделения модуля соединен с вторым входом второго измерителя рассогласования и входом второго релейного элемента, подключенного выходом к управляющему входу ключа.