Система управления

 

Изобретение относится к области управления систем управления, а именно к системам управления объектом вида СО U , СР W , где L (t) - управление,со , Lf - соответственно скорость и угол поворота объекта . Цель изобретения - повысить одновременно запас устойчивости и качество переходного процесса. Изобретение содержит объект управления, блок сравнения, два сумматора, релейный элемент, квадратор, блок определения модуля, блок возведения в степень, пять масштабных усилителей, блок деления, три блока перемножения и блок дифференцирования с соответствующими взаимосвязями. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 В 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

n+1 2

Ч = К ((1() + „Я (2 7 (3) целое и дробное, К = const)0, и )0

V 0 (2) откуда находят управление

К((n+1) Q(" tl(s18п (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 47036? 1/24 (22) 16.06.89 (46) 07. 03. 91 . В(. ((((9 (71) Московский институт стали и сплавов (72) А.Я.Лащев, З.Г.Салихов, В.М.Копыпов, В.А. Комолов и Ю,И.Семушкин (53) 62-50(088.8) (56) Боднер В,А.Теория автоматического управления полетом.-M. Наука, 1964, с.147-152, рис.3.19. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области управления систем управления, Изобретение относится к управлению систем управления, а именно к системам управления объектом вида

43 (1)

q) = 03) где 1((г.) — управление; (() (— соответственно скорость

1 и угон поворота объекта, Цель изобретения — повысить одновременно запас устойчивости и качество переходного процесса.

Для обеспечения устойчивости системы необходимо выбрать управление на основе второго метода Ляпунова, т.е. обеспечения отрицательности производной функ(п(и Ляпунова:

-((((((,l(pl"" + ",(ы )—

U(t) (и+1) Ы

„„SU„„1633376 A1

2 а именно к системам управления объектом вида (,) = П; (p — 63, где

U(t) — управление,((), tl(— соответственно скорость и угол поворота объекта. Цель изобретения — повысить одновременно запас устойчивости и качество переходного процесса. Изобретение содержит объект управления, блок сравнения, два сумматора, релейный элемент, квадратор, блок определения модуля, блок возведения в степень, пять масштабных усилителей, блок деления, три блока перемножения и блок дифференцирования с со-тветствующими взаимосвязями. 1 ил.

С этой целью выбирают функцию

Ляпунова в вице

Но для апериодичнрсти переходного процесса обеспечивается не неравенство (2), а равенство нида

V = — pV, P = const)0 (4)

Из (3) и (4) можно записать

К,(n+1) l(pl tll signу+ (и+1)() П =

= — (((((l((l "" ° "", ((1 ((5>

1633376

На чертеже представлена функциональная схема системы управления.

Предлагаемая система реализует управление объектом в соответствии с выражением (6).

Система содержит объект 1 управления, первый выход которого является выходом системы и соединен с входом блока 2 определения модуля, выход ко- 10 торого соединен с входом блока 3 возведения в степень и вторым входом третьего блока 4 перемножения, первый вход которого соединен с выходом блока 3, а выход через второй масштаб- 5 ный усилитель 5 — с первым входом первого сумматора 6, второй выход объекта 1 и системы соединен с входом квадратора 7, выход которого через третий масштабный усилитель 8 соединен с вторым входом сумматора

6, первый выход объекта 1 соединен также с релейным элементом 9, выход первого масштабного усилителя 10 соединен с вторым входом второго блока

11 перемножения, первьп» вход которого соединен с выходом релейного элемента 9, а выход — с вторым входом второго сумматора 12, первый вход которого через четвертый масштабный усилитель 13 соединен с выходом сумматора 6, вход уменьшаемого блока 14 сравнения является входом системы, выход которого соединен с входом объекта 1 управления, а вход вычита35 емого — с выходом блока 15 деления, вход делимого которого соединен с выходом второгo сумматора 12, а нхол делителя через пятый масштабный усилитель 16 — с вторым выходом объекта 1, первьп» выход которого соединен через блок 17 дифференцирования с первым входом первого блока 18 перемножения, второй вход которого соединен с выходом блока 3, а выход— с входом усилителя 10.

Система работает следующим образом.

С объекта 1 управления сигналы, соответствующие угловой скорости и углу поворота, поступают соответственно

50 на релейный элемент 9, блок 2 определения модуля, блок 17 дифференцирования и пятый масштабный усилитель

16, квадратор 7. На релейном элементе 9 в зависимости от знака входного сигнала на выходе формируется сигнал

sign Ц>, которьп» поступает на второй вход блока 11 перемножения. В блоке 2 определения модуля на выходе формируется сиг»»», по абсолютной величине равнь»й входному. В блоке 17 входной сигнал дифференцируется и с выхода поступает на второй вход блока 18 перемножения.

С выхода блока 2 определения моцуля сигнал поступает на первый вход третьего блока 4 перемножения и на вход блока 3 возведения в степень, в котором формируется сигнал, соответствующий заданной степени модуля угла поворота. В блоке 4 перемножения выходной сигнал блока 3 перемножается с выходным сигналом блока 2 и на выходе формируется сигнал, соответствующий (п+1) степени модуля угла поворота»1»- i pl ", который, проходя через второй масштабный усилитель 5 на первый вход первого сумматора 6, усиливается в К„ раз.

В блоке 18 перемножения выходной сигнал блока 3 перемножается с выходньпч сигналом блока 17 и на выходе формируется сигнал, соответствующий » 1, который после усиления в первом масштабном усилителе 10 в К»(n+1) раэ поступает на второй вход второго блока 11 перемножения, где перемножается с выходным сигналом релейного элеме»»»а 9. Сигнал, соответствующий

К, (n+1)l+l (I» sign (p, поступает на второй вход второго сумматора 12 ° В квадраторе 7 входной сигнал, пропорциональный угловой скорости Я, перемножается сам на себя — возводит-. ся в квадрат, и сформированный таким образом выходной сигнал, пропорциональный квадрату угловой скорости »», усиливается в третьем масштабном п+1 усилителе 8 в †„ раз и поступает на второй вход сумматора 6.

В сумматоре 6 этот сигнал суммируется с сигналом, соответствующим

К,lq l ", с усилителя 5 и после усиления в че»вертом масштабном усилителе 13 в М раз поступает на первый вход второго сумматора 12. В последнем этот сигнал суммируется с сигналсм, соответствующим V,(n+1) q1

signg, с блока 11 и поступает на вход делимого блока 15 деления.

В пятом масштабном усилителе 16 сигнал, соответствующий угловой скорости Я > усиливается в (и+1) раз и поступает на вход делителя блока 15 деления. Выходной сигнал блока, соответствующий частному оТ деления

153 входных сигналов блока 15, поступает на первый вход, являющийся входом вычитаемого, блока 14 сравнения, где сравнивается с заданием, поступающим на его второй вход — вход уменьшаемого. В результате на объект

1 управления поступает сигнал управления, обеспечивающий одновременно устойчивость нсей системы управления и апериодический характер переходных процессов.

Формула и з обретения

Составитель В.Пилишк»»н Гехред А.Кравчук

Корректор Н. Ренская

Редактор M. Б»»а»»ар

Подписное открыт»»ям пр»» ГЕНГ СССР

° д, 4/5

Заказ 616 Г»»раж 480

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и

1 13») 3 5, 11ос хна, Ж-3 5, Раушс кая наб

Производственно-издатель» кии комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Г гар

II tl

Га ина 1U1

Система управления, содержащая объект управления, блок сравнения, первый сумматор и релейный элемент, отличающаяся тем, что, с целью повьппения одновременно запаса устойчивости и качества переходного процесса, н нее введены кнадратор, блок определения модуля, блок возведения в степень, пять масштабных усилителей, блок деления, три блока перемножения, блок дифференцирования и второй сумматор, причем первый выход объекта управления соединен через блок дифференциронания с первым входом первого блока перемножения, а также с входом блока оп3376 ределения модуля и через релейный элемент — с первым входом второго блока перемножения, второй нход которого через первый масштабньп» усилитель соединен с выходом первого блока перемножения, второй вход которого соединен с первым входом третьего блока перемножения и выходом блока возведения в степень, вход которого соединен с ныходом блока определения модуля и вторым нходом третьего блока перемножения, выход которого через второй масштабньп» усилитель

15 соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен через третий масштабный усилитель с входом кнадратора, а выход через четвертый масштабный усили20 тель — с первым входом второго сумматора, нторой вход которого соединен с выходом второго блока перемножения, а выход — с входом делимого блока деления, вход делителя

25 которого через пятьп» масштабный усилитель соединен с вторым выходом объекта управле»»ия и входом квадратора, а выход — с первым входом блока сравнения, второй вход которого

30 являя»ся входом системь», а выход соединен с входом объекта управления.