Устройство для решения задач оптимального управления1пвте''''''*т>&т -.сп.».---,.-...-|пдье> &>&?и«}-11):;,^л;?^;йг бкз/!иот:-ка ^

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕПЬСТВУ

Союз Советскив

Социалистические

Респу0лие

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.V.1971 (№ 1660105/18-24) М. Кл. G 06g 7/66 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.1!1.1973. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания ЗОХ.1973 йомитет по делам изобретений и открытий лри Савете Министров

СССР

УДК 681.333(088.8) Авторы изобретения

К. И. Богатыренко и В. Е, Прокофьев

Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к а налоговой Bibl.числительной технике и предназначено для и спользования на, электрических моделях для решения краевых задач теории .поля — RCсетках. Применение предлагаемого устрой ства позволит расширить возможности существующих моделей, приобщив их к решению одного класса задач оптимального управления системами с распределенными параметрами, а именно к определению у правляющих воздействий, обеспечива,ющих оптимальный по быстродействию нагрев твердого тела до максимально достижимой температуры при ограничении на градиент температуры. Например, требуется найти оптимальн ые режимы эксплуатации энергетического оборудования в переходных режимах. При этом, помимо ограничений íа управляющие воздействия, из требований надежности накладываются также ограничения на величины градиентов температуры, которые определяют значения термических напряжений в элементах конструкции.

Методы математической теории оптимального управления системами с распределенными параметрами не позволяют в общем, виде решить поставленную задачу, вследствие сложности геометрической формы реальных тел и жесткости специальных ограничений.

Поэтому в настоящее время поиск оптимального .по быстродействию режима работы энергетического оборудования производят в основном на фактическом материале эксплуатации с коррективами для граничных у словий, полученными в результате решен ия прямой задачи теплопроводности. При этом определяют температурное поле, соответствующее заданным граничным условиям, для чего используют электрические модели.

В случае соблюдения необходимых огра ничений сравнивают время переходного процесса при дан ных граничных условиях со временем ранее рассмотренного процесса с другими граничными условиями. Процесс с минимальным. временем считается оптимальньим. Помимо оольшой трудоемкости, такой путь не всегда приводит к отысканию единственного возможного оптимального управления.

В настоящее время пет,принципиальных трудностей для решения на моделях линейных и нелинейных, прямых и обратных задач теории поля с произвольными граничными условиями. В то же время возможности,моделей ограничиваются в основном определением температурного поля исследуемых тел при заданных граничных условиях. Для решения задач управления, системами с распределе нными параметрами модели не используются, что ограничивает их применение.

30 Для расширения класса решаемых задач

374631

Составитель Е. Тимохина

Корректор Н. Стельмах

Техред Л. Грачева

Редактор Т. Иванова

Заказ 1552/4 Изд. № 400 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 предлагаемое устройство содержит формирователь и два ограничителя, подключенные к входам усилителя,, выход, которого соединен, с входом первого ограничителя, а вход второго ограничителя подключен к выходу управляемого стабилизатора тока.

На, чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Формирователь 1 предназначен для формирования скачка напряжения., амплитуда которого пропорциональна максимальному значевию управляющего воздействия — температуры среды. В качестве формирователя может быть использован триггер с раздельными входами, включаемый в момент начала решения задал и выключаемыай в момент окончания,.

Усилитель 2 постоянного тока с большим коэффициентом усилия К имеет три суммирующих входа.

Управляемый стабилизатор 3 преобразует напряжение, по т у",пающс ee с усилителя 2 а тф<, задаРаемааф ерез граничный, резистор

4 в:дграничную точку RC-сетки 5, моделирующей исследуемое тело."

Граничный, резистор 4 предназначен для моделирования интенcHBHocTH теплообмена сс на поверх ности тела с граничными условиями третьего рода, которые рассматриваются как наиболее общие.

В случае граничных условий первого или второго рода устройство используется для определения оптимальных законов изменения во времен и, температуры н а поверхности тела и поверхностной плотности теплового потока.

Ограничители 6 и 7 представляют собой нелиней ности типа зоны нечувствительности.

Их выходное напряжение равно нулю, пока входное меньше порога срабатывания 1ср.

Порог чувствительности ограничителя 6 равен напряжению, соответствующему допус5 тимому уровню температурного градиента.

Решение задачи начинается в момент подачи на вход усилителя 2 скачка напряжения с формир ователя 1 а,мплитудой Uc . Так как усилитель охвачен обратной свя|зью, в цепь которой включен ограничитель б, в процессе решения напряжение па входе стабилизатора тока 3 будет стабилнзировано на уровне пока напряжение на ограничителе 7 равно нулю. При этом в модель течет ток, величина которого постоянна и равна допустимой всличнне. Как только величина напряжения на выходе стабилизатора 3 достигает уровня максимального значения, срабатывает ограничитель 7, что приводит к стабилизации этого напряжения па достигнутом уровне.

В течен ие времени, стабилизации, напряжения на, вьвходе стабилизатора 3, блок б отключается, и напряжение на ограничителе б равно ну лю.

Предмет изобретения

Устройство для решения задач оптимального управления. содержащее последовательно соединен|ные усилитель и управляемый стабиЗО лизатор тока, .подключенный " RC-сетке, отличаюшееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит формирователь и два ограничителя, подключен1ных к входам усилителя, выход которого со35 едипен с входом первого ограничителя, а вход второго ограничителя соединен с выходом управляемого стаоилизатора тока.