Способ демпфирования вынужденных систем регулированияколебаний
Всесоюз:,"=я
Рс О i-. ilil C с я би " о i ÿ ж
Союз Советскик
Социалистически»
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 13.Ч1.1968 (№ 1247723/18-24) Кл. 21с, 46/50 с присоединением заявки №
Приоритет
МПК G 05|
УДК 621.3.078-752 (088.8) Козтитет пс аелазз изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 30.1Х.1969. Бюллетень № 30
Дата опубликования описания 23.IV.1970
Авторы изобретения
Д. С. Черешкин и В. А. Есаков
Московский лесотехнический институт
Заявитель
СПОСОБ ДЕМПФИРОВАНИЯ ВЪ|НУЖДЕННЪ|Х КОЛЕБАНИИ
СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ (2) Измор ительн ое устройство им еет зону,не30 чувствительности +6. При этом зона;нечувстИзобретение относится к области систем автоматического регулирования, в частности систем стабилизации.
Известные способы демпфирования вынужденных колебаний систем регулирования, в которых для управления амплитудой автоколеба ний используют сигналы, пропорциональные скорости движения выходной координаты, неэффективны в условиях отсутствия информации о скорости.
Предложенный способ отличается от извест,ных тем, что при нем измеряют раздельно длительность полуцикла автоколебания каждого исполнительного устройства, преобразуют результаты измерения в электрические сигналы, сравнивают эти сигналы и в соответствии со знаком раз постного сигнала на границе зоны чувствительности дополнительно включают двигатель с большой длительностью полуцикла и выключают двигатель при достижении выходной координатой противоположной границы зоны нечувствительности.
Это обеспечивает уменьшение амплитуды автоколебаний в системе с двумя нереверсивными релейными исполнительными устройствами и повышение экономичности испол нигельных устройств при отсутствии информации о скорости движения выходной коордидаты.
Пусть замкнутая система регулирования состоит из объекта регулирования, измерительного устройства, усилителя-преобразователя и исполнительного двигателя, имеющего
5 релейную характеристику.
Дифференциальное уравнение движения объекта регулирования имеет вид =т,— m„ (1)
1р где: ср — угловое отклонение объекта регулирования от заданного;
М М„ т,=
| ттв—
1 — момент и нерции объекта регулирования;
Мд, M», — движущие моменты, создаваемые раздельно двумя нереверсивными двигателями;
М, — постоянно действующий возмущающий момент, В зависимости от управляющего сигнала с усилителя (сигнал U ) момент,:развиваемый двигателем, будет равен:
25 М„при U )0
М„(U ) = 0 при U =0
M „при U (0
253205 иу
50 вительности двигателя меньше зоны нечувствительности измерительного устройства, и ее можно не учитывать.
Измерительное устройство выдает сигнал
U пропорциональный угловому отклонению объекта от заданного:
К„при q)+o
О при — o o((+ (3) — К„при (— o, где К„у — крутизна измерительного устройства, Усилитель-преобразователь усиливает сигнал, поступающий с измерительного устройства, и преобразует его в форму, необходимую для управления двигателем:
U Ê, К„ (4) где К вЂ” коэффициент передачи усилителяпреобразователя.
Уравнения (1) — (4), описывающие движение замкнутой системы, можно свести к виду: о =m — m при (— 3 при — o (q (+ () р = — (m„, +лг,) при )o
По полученной системе уравнений (5) можно построить фазовый портрет системы.
Фазовый портрет (см. чертеж) представляет собой семейство замкнутых фазовых траекторий типа «центр»; в системе имеется бесчисленное множество периодических движений, определяемых, начальными условиями.
Фазовая траектория состоит из трех участков.
Как только угловое отклонение объекта от заданногс станет больше величины зоны нечувствительности р) 6, включается двигатель, создающий момент на уменьшение углового отклонения (участок 1). При ср<6 двигатель выключается, и объект движется под действием возмущающего момента (участок 2).
В момент времени, когда (— 6, двигатель создает момент противоположного знака,,возвращая объект к заданному положению (участок 8). Таким образом, устанавливается колебательный режим с поочередным включением двигателя в одну или другую сторону.
Пусть гри некоторых начальных условиях о о (р=Хо и =Х=У, в системе возникают автоколебания. При постоянно действующем моменте М, время работы двигателя в одну сто5
30 рону будет меньше, чем в другую. Измеряя время работы двигателя в одну и другую стороны за един полный цикл и сравнивая эти времена, получают косвенную оценку направления возмущающего момента М, и информацию для изменения параметров имеющегося предельного цикла. Если двигатель .на участке 1 работает большее время, чем на участке 2, то, преобразовав полученную разность времен в электрический сигнал, по его знаку подают команду,на включение двигателя на участке 2 (который обычно включается при значении сигнала Х(— 6) при значении Х= — 6, т. е. в тот момент, когда производится отключение двигателя на участке 1 (точка Л). Отклонение объекта от заданного положения уменьшается, так как происходит парирование возмущающего момента в зоне нечувствительности, что прежде не обеспечивалось (участок 4).
В .момент времени, когда Х вЂ” 6, двигатель отключаегся (точка В), и объект движется под действием возмущающего момента, причем угловое отклонение не превышает величи ны Х=6, т. е. включения двигателя на работу в противоположном направлении не происходит.
Таким образом, в системе устанавливается новый предельный цикл с включением только одного двигателя. Параметры .предельного цикла можно свести к допустимым соответствующим выбором величин движущих моментов М,,и коэффициентов передачи системы.
Предмет изобретения
Способ демпфирования вынужденных колеба ний систем регулирования, отличающийся тем, что, с целью уменьшения амплитуды автоколебаний в системе с двумя нереверсивными репейными исполнительными устройствами и повышения экономичности исполнительных устройств при отсутствии информации о скорости движения выходной координаты, измеряют, раздельно длительность полуцикла автоколеба ния каждого исполнительного устройства, преобразуют результаты измерения в электрические сигналы, сравнивают эти сигналы и в соответствии со з наком раз,ностного сигнала на границе зоны чувствительности дополнительно включают двигатель с большей длительностью полуцикла и выключают двигатель при достижении выходной координатой противоположной границы зоны нечувствительности.
253205
Редактор Б. Нанкина
Заказ 289/17 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва )К-35, Раушская наб., д, 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель Й. Н. Шувалова
Техред А. А, Камышникова
Корректоры: А. Абрамова и М. Коробова
