Способ коррекции систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике
Изобретение относится к системам автоматического управления (САУ) и может быть использовано при коррекции вынужденного движения САУ с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике . Целью изобретения является улучшение качества вынужденного движения в САУ с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике. Часто при коррекции САУ сигнал ошибки разделяют на две составляющие: переменную и постоянную Если постоянную составляющую подвергают линейному преобразованию, не изменяющему вида частотной характеристики входного сигнала, то переменную составляющую подвергают псевдолинейному преобразованию , при котором часть спектра входного сигнала переносится в область резонансных частот. Это увеличивает колебательность вынужденного движения. Поэтому в соответствии с изобретением подобную часть спектра подвергают просто линейному преобразованию и лишь оставшуюся часть спектра подвергают псевдолинейному преобразованию. 3 ил. 00 с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)s 6 05 В 5/01
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4298494/24 (22) 20.07.87 (46) 07.06.91. Бюл, М 21 (71) Научно-исследовательский институт проблем машиностроения при МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) В.С.Маслов и B,E.Ïoíoìàð÷óê (53) 62-50 (088,8) (56) Хлыпало E.È, Расчет и проектирование нелинейных корректирующих устройств.—
Л.: Энергоиздат, 1982, с. 123, 148.
Авторское свидетельство СССР
N 387331, кл. G 05 В 5/01, 1973. (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С
РЕЗОНАНСНЫМ ПИКОМ В АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕ РИ СТИ КЕ (57) Изобретение относится к системам автоматического управления {САУ) и может быть использовано при коррекции вынужденного движения САУ с резонансным пиИзобретение относится к области систем автоматического управления и может быть использовано при коррекции вынужденного движения систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике.
Целью изобретения является улучшение качества вынужденного движения в системах автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике.
На фиг. 1 показаны амплитудно-частотные характеристики входного воздействия и объекта управления системы автоматиче„„Я „„1654775 А1 ком в амплитудно-частотной характеристике. Целью изобретения является улучшение качества вынужденного движения в САУ с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике. Часто при коррекции
САУ сигнал ошибки разделяют на две составляющие: переменную и постоянную.
Если постоянную составляющую подвергают линейному преобразованию, не изменяющему вида частотной характеристики входного сигнала, то переменную составляющую подвергают псевдолинейному преобразованию, при котором часть спектра входного сигнала переносится в область резонансных частот. Это увеличивает колебательность вынужденного движения.
Поэтому в соответствии с изобретением подобную часть спектра подвергают просто линейному преобразованию и лишь оставшуюся часть спектра подвергают псевдолинейному преобразованию. 3 ил. ского управления; на фиг. 2 — эпюра сигна- (Л лов, получаемых в результате псевдолиней- р ного преобразования; на фиг. 3 — пример реализации способа коррекции систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характери- л стике.
В состав устройства коррекции входят апериодическое звено 1 с большой постоян- а ной времени, реальный дифференциатор 2, линейное корректирующее устройство 3, фильтр 4, второе линейное корректирующее устройство 5, режекторный фильтр 6, псевдолинейное корректирующее устройство (ПЛКУ) 7 и сумматор 8.
1654775
Псевдолинейное преобразование входного сигнала Х» приводит к переносу части энергии гармонических составляющих этого сигнала из облай 5 сти частот в область частоты
2К+1 ау (фиг.1). Причем наибольшая энергия переносится из области (7 В ) (2- 6 ) " 1О как амплитуда третьей гармоники разрывного выходного сигнала Хе 1>< (фиг.2) — максимальная среди амплитуд других гармоник, Амплитуды гармоник уменьшаются обратно пропорционально К. Ширина
Ari области частот -, из которой гармоК нические составляющие попадают в область резонанса системы, также уменьшается обратно пропорционально К, а 2
Энергия сигнала из области частот не
2К попадает в область частоты резонанса системы, так как амплитуды четных гармоник сигнала Хвоях (фиг.2), получаемого после псевдолинейного преобразования, равны нулю (разрывный сигнал такого вида обладает симметрией третьего рода, а коэффициенты Фурье четных гармоник таких функций равны нулю), Такой перенос гармонических составляющих входного сигнала в область резонансного пика амплитудно-частотной характеристики объекта управления ведет к повышению колебательности вынужденного движения системы автоматического управления. Чтобы устранить такую колебательность и улучшить качество вынужденного движения системы необходимо из частотного спектра выделенной после 4О реального дифференциатора 2 переменной составляющей удалить участки спектра в соответствии с формулой йф . Ao+
2к1-1 2т2к+ Y)
45 с
Л
2К+1 212К+1 )
Удаление указанной части спектра можно произвести, используя гребенчатый (Г) фильтр 4 (фиг.З), Однако реализация таких фильтров технически сложна, Если не учитывать гармонические составляющие после псевдолинейного преобразования сигнала в области частот — -" —, „... которые оказывают незначительное влияние на усиление резонанса в системе из-за малости их амплитуд, можно использовать полосовой (П) фильтр 4 (фиг.3) для выделения гармонических составляющих лишь s области частот (+ — — -) — (— 2которые далее подвергаются линейному преобразованию в линейном корректирующем устройстве 5. Остальные гармонические составляющие сигнала, выделяемые режекторным (Р) фильтром 6 (фиг.3), исключающим гармонические составляющие в обОф ласти частоты — подвергаются
3 псевдолинейному преобразованию в ПЛКЧ
7, а затем складываются в сумматоре 8 с постоянной и переменной составляющими, подвергнутыми линейному преобразованию.
Таким образом, предложенный способ формирования управляющего сигнала при псевдолинейном или иной динамической коррекции следящих и управляющих систем позволяет учесть влияние высших гармоник разрывного сигнала на выходе ПЛКЧ, исключить влияние резонанса в системе из-за переноса части энергии сигнала иэ низкочастотной области в высокочастотную и обеспечить увеличение запаса по фазе эа счет раздельного по частотам преобразования гармонических составляющих управляющего сигнала, высшие гармоники K0Top0l0 тlо сле формирования фазоопережающих разрывов не поступают в область резонанса системы, Формула изобретения
Способ коррекции систем автоматтлческого управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике, основанный на разделении сигнала ош1лбки системы автоматического управления на переменную и постоянную составляющие, преобразовании постоянной составляющей сигнала ошибки и формировании управляющего воздействия путем сложения этих составляющих сигнала ошибки. о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества вынужденного движения в системах автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике. перед сложением подвергают линейному преобразованию гармонические сигналы переменной составляющей сигнала ошибки в области частот 2К+1 2 2К+1 где mp Лвр — соответственно частота максимума резонансного пика и ширина области подъема резонансного пика ампли1654775 р ьОу
Фиг. 2 тудно-частотной характеристики системы автоматического управления;
К=1,2,3..., а остальные гармонические сигналы переменной составляющей сигнала ошибки подвергают псевдолинейному преобраэованию путем динамического инвертирования этих гармонических сигналов.
Ф7 /5
Составитель В.Шеваль
Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова
Заказ 1949 Тираж 466 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Проиаводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
