Адаптивный регулятор

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано в системах управления динамическими обьектами. Цель изобретения - повышение долговечности. Адаптивный регулятор содержит последовательно соединенные масштабирующий блок 1. первый блок 2 определения модуля, блок 5 умножения, последовательно соединенные блок 3 вычисления второй производной , детектор 4 знака и последовательно соединенные дифференциатор 6, второй блок 7 определения модуля, управляемый ключ 8 с задержкой отключения. Выход ключа является сигналом управления. Управление , формируемое адаптивным регулятором , подается на объект редко, по мере необходимости. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1675845 А1 (я)л G 05 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4656297/24 (22) 28.02.89 (46) 07,09.91, Бюл. М ЗЗ (71) Киевский институт автоматики (72) Д.В. Печук, А.В. Огородник, М.П. Ордовская и С.М. Денисов (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР йв 1004969, кл. G 05 В 11/26, 1981.

Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления. Под ред, Ю.И. Топчеева. — M.: Машиностроение, 1971, с 210. (54) АДАПТИВНЫЙ РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано в системах управления динамическими объектами. Цель изобретения — повышение долговечности.

Адаптивный регулятор содержит последовательно соединенные масштабирующий блок 1. первый блок 2 определения модуля, блок 5 умножения, последовательно соединенные блок 3 вычисления второй производной; детектор 4 знака и последовательно соединенные дифференциатор 6, второй блок 7 определения модуля, управляемый ключ 8 с задержкой отключения. Выход ключа является сигналом управления. Управление. формируемое адаптивным регулятором, подается на объект редко, по мере необходимости, 3 ил;

1675845

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано в системах управления динамическими объектами.

Динамика системы управления (СУ) описывается уравнен IGM аl Е() (t): = — Ku(t)- - j(t) (1) =о где Š— выходной параметр объекта, Π— сигнал управления; (— помеха, действуюшая на объект.

Цель изобретения — повышение долговечности.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого адаптивного регулятора с раздельным формированием амплитуды и фазы управления, реализующего подачу управления на объект; на фиг. 2 — конструктивное выполнение блока вычисления второй производной; на фиг. 3 — реализация сигнала управления, формируемого предлагаемым адаптивным регулятором, во временной области, На чертежах приняты обозначения.

E(t) — сигнал ошибки, равный разности,между выходной переменной объекта регулирования в момент времени t и заданием на

I выходную переменную; к (t) — первая и ро/! изводная от а (t); я (t ) — вторая производная от я (t); V(t) — управляющее воздействие.

Адаптивный регулятор содержит последовательно соединенные масштабирующге блок 1 и первый блок 2 определения модуля, последовательно соециненные блок 3 вычисления второй производной и детектор 4 знака, блок 5 умножения, последовательно соединенные дифференциатор 6 и второй блок 7 определения модуля, а также управляемый ключ 8 с задержкой отключения, и ри этом на входы масштабируемого блока 1, блока 3 вычисления второй производной, дифференциатора 6 поступает сигнал я (t), выходы первого блока 2 с пределения модуля и детектора 4 знака соединены с соответствующими входами блока 5 умножения, выход которого соединен с первым входом ключа 8, второй (управляющий) вход которого соединен с выходом второго блока 7 определения модуля, а выход управляемого ключа 8 с задержкой отключения является выходом адаптивного регулятора.

Блок 3 вычисления второй производной содержит последовательно соединенные дифференциаторы 6, 9 и 10.

Адаптивный регулятор работает следующим образом.

Сигнал ошибки регулирования c (t) поступает в канал формирования амплитудной части управления. При этом e(t) подается на вход масштабирующего блока 1, где умно5 жается на постоянный коэффициент К. C выхода блока 1 сигнал поступает на вход первого блока 2 определения модуля, в результате чего на выходе блока 2 формируется амплитудная компонента сигнала

10 управления К 1 е (1) l, Кроме того, сигнал ошибки поступает в канал формирования знаковой компоненты сигнала управления, По сигналу ошибки дифференциатор 9 формирует сигнал

I с (t ), который поступает на вход дифференциатора 10. На выходе элемента 10 блока 3 вычисления второй производной

lI получаем сигнал я (t). Сигнал с выхода блока 3 поступает на вход детектора 4 знака, в результате на его выходе формируется знаковая компонента сигнала управле) I ния sign e (t), Сигналы с выходов блоков 2 и 4 посту25 пают на входы блока 5 умножения, на выходе которого формируется непрерывный

I I сигнал управления К l e (t) islgn e (t), tI

Сигнал К к (t) Isign к (t) подается на

30 первый вход управляемого ключа 8, выход которого является сигналом управления, поступающим на объект.

Одновременно сигнал ошибки я (t) поступает в канал формирования закона управления ключом 8, При этом E (t) подается на вход дифференциатора 6, на выходе которого получают знакопеременный сигнал е (t).

Далее E (t ) поступает на вход второго блока 7 определения модуля, где преобраI зуется в знакопостоянный сигнал 1 е (t ) 1, который является управляющим сигналом

I для ключа 8. Таким образом, сигнал i e (t ) I подается на управляющий вход ключа 8.

При этом, если 1 о (t) 11 = О, то ключ 8

ЭаМКНУт На ВРЕМЯ ЗаДЕРжКИ ОХКЛЮЧЕНИЯ1к =

const и на выходе ключа 8 формируется сигнал управления.

Если IF (t)1>О,тоключ8 разомкнути на его выходе отсутствует сигнал управления.

Сигнал управления на выходе управляемого ключа 8 с задержкой отключения, поступающий на вход объекта управления, можно записать в виде

Э

I1

Ч =К1е(1)1д({t))sign ° (t), (2) 1675845 и =кju„

U1=E+U. (8) (9) U =Кд{г }leislgnc ((Е) = 1 (t}, (10) (11) (41 15

Равенство (8) описывает динамические свойства исполнительного механизма.

Уравнение (9) — это уравнение регулятора, бой чем содержащего компоненту (10), формируе20 мую предлагаемым адаптивным регулятором; r — переходный процесс в системе, когда 0г = 0; ег — переходной процесс в (5) системе при включении адаптивного регулятора, В рассматриваемой ситуации за время зом 25 переходного процесса регулятор формирует управление на объект только один раз.

3ф где д (e (t ) ) — последовательность дельтафункций Дирака;

К вЂ” постоянный коэффициент усиления регулятора.

Сигнал управления, формируемый предлагаемым адаптивным регулятором, в общем случае описывается уравнением

V = д (Чз ) I Чг I sign Ч1, (3) где V>, Чг, Чз — сигналы, формируемые линейными динамическими звеньями с передаточными функциями W<, Щ, Ws соответственно

1ф

Р д(Чз) =д(Чз)1V», где д (Чъ ) — дельта-функции Дирака.

Функция д(Чз) представляет со последовательность д -функций. При площадь каждого импульса. входящего равна

1к+О Е д(Чз) д1 =1, Vz(t,) = О к — 0 независимо от функции Чз, Таким абра д (Чз ) — это последовательность нормированных импульсов единичной, площади, где

tg точки, в K0Topblx Чз (1к) = О. Исходя из (3) — (5), управление (2) отлично от нуля в моI менты времени, когда е (t ) = О. В эти моменты времени на вход объекта управления или на вход исполнительного механизма (ИМ) подается импульс сигнала управления, площадь S которого равна

ZS = К l e (t } l. (6)

Знак управления определяется sign е (t ), Реально длительность импульса, подаваемого на объект, равна некоторой величине А,Если Ь= const, то предполагая, что за время Л величина я (t )! = const, можно определить амплитуду А импульса из соотношения

A A=S, S=Kle(t)l. (7)

Иногда удобно положить А = const, при этом Ь- величина переменная. Управление (2) характеризуется тем, что оно становится отличным от нуля в момент времени, когда

a (t) =О, и остается отличным от нуля е течение времени Л, определяемого из условия (7).

Таким образом, моменты подачи на обьект управления, формируемые предлагаемым адаптивным регулятором, заранее неизвестны и определяются 8 процессе

5 функционирования системы.

На фиг. 3 приведены переходные процессы в системе, описываемой уравнением (1). При этом

Формула изобретения

Адаптивный регулятор, содержащий по30 следовательно соединенные масштабирующий блок, первый блок определения модуля и последовательно соединенные блок вычисления второй производной, детектор знака, а также блок умножения, к первому

35 .входу которого подключен выход первого блока определения модуля, а к второму входу - выход детектора знака, вход масштабирующего блока подключен к входу блока вычисления второй производной и является

40 входом регулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, дополнительно введены управляемый ключ с задержкой отключения и последовательно соединенные дифференциатор и второй

45 блок определения модуля, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа с задержкой отключения, к информационному входу которого подключен выход блока умножения, вход дифференци50 атора подключен к входу масштабирующего блока, а выход управляемого ключа с задержкой отключения является выходом регулятора.

Фиг. 3

Составитель В.Пилишкин

Редактор В.Данко Техред М. Моргентал Корректор H.Êîðîëü

Заказ 3001 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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