Способ формирования корректирующего сигнала для систем автоматического регулирования

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

M. Кл. G 05b 11!01

G 05Ь 5/01

Заявлено 02.VI 1.1970 (№ 1453174/18-24) с присоединением заявки №

Государственный камитет

G0BBTR Министрав СССР па делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 14.II.1974

УДК G21.3.078(088.8) Авторы изобретения

О. Г. Алексеев, Б. P. Выскубов, В. К. Колков и В. А. Шурилов

Заявитель

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО СИГНАЛА

ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области автоматического регулирования.

Известны способы формирования корректирующего сигнала для систем автоматического регулирования, по которым входной спгпаl, например сигнал рассогласованид, огр".itè iивают по модулю и дифференцируют.

Однако при значительном уровне начального рассогласования наблюдается существенно вредное влияние ограниченной мощности исполнительного устройства на динамические свойства систем автоматического регулиров»ния.

Предлагаемый способ отличается тем, что продифференцированный сигнал складывают с его частью, предварительно выпрямленной и имеющей знак производной второго порядка от входного сигнала.

Это позволяет ослабить вредное влияние ограниченной мощности исполнительных устройств на динамические свойства ctiñòåì.

На фиг. 1 представлена блок-схема корректирующего устройства, реализующего предложенный способ; па фиг. 2 а и б — эпюры сигналов на выходе элементов корректирующего устройства.

Корректирующее устройство содержит дпфференцирующий контур 1 первого порядка, нелинейное звено 2 с характеристикой типа насыщение, дифференцирующий контур 3 второго порядка, сумматор 4, сглажпва;ощий выпрямитель 5 и формирователь 6 знака.

Прп формировании управляющего сигнала по предложенному способу исходньш сигнал

5 перед дифференцированием ограничивают по величине с помощью нелинейного звена 2.

Это приводит к уменьшению перегрузки исполнительного устройства при больших уровнях входного сигнала (начального рассогласо10 вания), а следовательно, и величины фазового запаздывания, вносимого исполнительным устройством.

При ограничении уровня исходного сигнала фазовое опережение, создаваемое дпффе15 ренцирующим контуром 1, уменьшается с увеличением уровня начального рассогласования системы. Это объясняется тем, что при увеличении уровня начального рассогласования системы происходит увеличение интервалов вре20 мени, в течение которых сигнаl xt, -на входе контура 1 постоянен по величине (равен уровшо органичеппя нелинейного звена 2). Производная же от постоянной величины равна нулю. В итоге положительный эффект, обус25 ловленный уменьшением перегрузки исполнительного механизма, в данном случае по 1TII полностью нейтрализуется вредным влиянием ограничения пcходного спгна за H:t величину эквивалентного фазоопереженпя, создаваемо30 го контуром 3. В связи с этим, применен te

399825 одного лишь этого приема в целом не приводит к расширению области устойчивости системы по уровню начального рассогласования.

Для ослабления вредного влияния ограничения исходного сигнала на фазные соотношения в системе формируется и алгебраически суммируется с рассмотренным сигналом х» дополнительный сипнал х, знак которого определяется второй производной исходного сигнала, а,величина — пропорциональна выпрямленному и оглаженному сигналу х . Введение в управляющий сигнал этой составляющей позволяет создать в канале регулирования необходимое фазоопережение как при малых, так и при,большуших уровнях начального рассогласования. Вместе с этим положительный эффект от ограничения в данном случае сохраняется, так как величина этой составляющей также получается ограниченной.

Физика процесса формирования управляющего сигнала по предложенному способу, а также роль и особенности его составляющих х и хз наглядно поясняются приведенными на фиг. 2 а и 2 0 э пюрами сигналов хь х, х, х, х;, построенными при различных значениях амплитуды входного гармонического сигнала х.

Эпюры, приведенные на фиг. 2а построены, lIIpH величине ам плитуды (а) сигнала х, удовлетворяющей следующему условию а=

В к где  — уровень ограничения выход ной ха рактеристики нелинейного звена 2;

Предмет изобретения

Способ формирования корректирующего сигнала для систем автоматического регулирования, заключающийся в том, что входной сигнал, например сигнал рассогласования, ограничивают по модулю и дифференцируют, отличающийся тем, что, с целью ослабления вредного влияния ограниченной мощности исполнительных устройств на динамические свойства систем, продифференцированный сигнал складывают с его частью, предварительно выпрямленной и имеющей знак производной второго порядка от входного сигнала.

К вЂ” коэффициент его усиления на линейном участке характеристики.

Эпюры, представленные на фиг, 2 б, построены при тех же значениях параметров В> и

К нелинейного звена, по при увеличенном в два раза значении амплитуды сигнала х.

Кроме эпюр сигналов на чертежах изображены (штрих) также и первые гармоники выходного сигнала х, позволяющие оценить характер изменения его эквивалентной амплитуды и фазоо пережения с увеличением амплитуды входного сигнала х.

При формировании управляющего сигнала по предложенному способу величины его экви15 валентного фаоопережения (q,-) и амплитуды (а,-) практически не зависят от амплитуды входного сигнала х, а следовательно, и от уровня начального рассогласования, что позволяет расширить область устойчивости систем по уровню начального рассогласования и повысить качество регулирования.

Х1

Х2

5 иг

Составитель 3. Маркова

Техред Л. Грачева Корректор Т. Добровольская

Редактор Е. Кравцова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 206/15 Изд. ¹ 45 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, SK-35, Раушская наб., д. 4/5