Патент ссср 407285

 

ОП ИСАНИЕ

H3OSPETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое -от авт. свидетельства— (22) Заявлено 02.Х.1972. (21) (№ 1833972i18-24) с при"оединением заявки №вЂ” (32) Приоритет— (51) М.Кл. G 05Ь 17/02

Государственный комитет

Сонета Министрае СССР

fl6 делам изебретенийи етнрытий

{53) УДК 681.333:62-52 (088.8) Опублииовано 21.XI.1973. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 12.VI II.1974 (72) Авторы изобретения

И. М. Бытка, А. А. Балабанов и С. Л. Ротарь

Кишиневский. политехнический институт им. С. Лазо (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ

СИСТЕМ С ГИБРИДНЫМ КРИТЕРИЕМ ОПТИМАЛЬНОСТИ

Изобретение относится к области оптимального управления в автоматических системахх.

Известно устройство для автоматических с истем с гибридным ыритерием опти мальности, содержащее сумматор, ко входам кото рого соответственного присоединены вход первого трехпозиционного релейного элемента и выход элемента «НЕ», а к выходу подключены последовательно соединенные второй трехпозиционный релейный элемент, подключены управляющим,входом к выходу первого врехпозиционного релейного элемента, дешифратор и,блок па мяти.

Недостатком известного устройства является постоянсгво вида уп ра вляющего воздействия, при котором эффективное использование этого устройства возможно ли шь для увеличения бьсстродействия автоматичеоких систем и при дейспвии на них ступенчатого возмущающего действия.

Предложенное у стройство отличается тем, что содержит дополнительный сумматор, первый вход которого подключен к выходу блока памяти, блок реализации у правляющего воздействия, первый вход которого соединен со входом элемента «НЕ» и с выходом дополнительного сумматора, модель исполнительного механизма, модель объекта:и четыре двух позиционных,релейных элемента, первые два из которых включены параллельно моделям исполнительного механицизма и объекта, а третий и четвертый включены соопветст венно между входом и выходом модели исполнительного

ыеха низма и между выходном блока реализации управляющего воэдейств|ия,и входом модели объекта; управляющие входы первых двух позиционных релейных элементов и управляюш ий вход блжа памяти подключены к

10 выходу первого трехпозиционного,релейного элемента, а управляющие входы третьего и четвертого двухпозиционных релейных элементов соединены с дополнительным выходом дешифратор а, второй и третий входы блока

15 реализации управляющего воздействия подключены соответственно,к выходам моделей объекта и исполнительного механизма.

Это позволило IIGIBbfcIITb точно!сть работы устройств а.

На чертеже приведена функциональная сыма управляющего устройства.

Устройспво содержит сумматор 1, трехпозиционные релейные элементы 2 и 8, дешифратор 4, блок памяти 5, двухпозиционные ре25 лейные элементы б, 7, 8, 9, элемент «НЕ» 10.

В модель оптимальной замкнутой системы устройства входят дополнительный сум м атор

11, блок 12 реализации упра|вляющего воздействия, модель исполнительного механизма 13

30 и м.одель объекта 14.

407285 сП

Мgn Х=-sign |! (!Х

sign Х=- q!gn

It

Х =-О, ! гпэх и=

1|Х11 d X a X

ЦХ„,,, „ р ,|! |1Л )

0 ирн где Х вЂ” сигнал ошибки; U — управляющее воздействие; Մ— сигнал ошибки модели

dxM d" х„ 1 зам|кнутой системы; U(X„— — — ",...,— -"- )— ! !" ) значение оптимального управляющего воздей ствия, определяемое с помощью методов теории оптимального управления (например, на основе прин.ципа максимума с использованием метода фазового пространства, методом аналитичеакаго:конструирования регуляторов, методом iII|аслеоователннО оптимизации и др.)

Эта,функция реализуется блоком 12.

Если сигнал Х равен нулю, то сигналы

P, Z „,, Z„,, Х„, и U соответственно на выходах сумматора 1, блока памяти 5, модели объекта 14, даполнительного сумматора 11 и блока 12 реализации улравляющего воздействия также pGIBHI I нулю.

Сигнал Х положительной полярности поступает одновременно иа сумматор 1 и трехпозиционный релейный элемент 8, который с помощью трехпозиционного релейного элемента 2 подготавливает цепь записи максимального значения Х, а также подготавливает блок памяти 5 и модели,исполнительного механизма 18 и объекта 14 |к накоплвнию инфор3

Логическая часть устройства имеет два параллельных канала. В первом канале последовательно ооединены элемент «НЕ» 10, сумматор 1, KQHTBIKTbI трехпозиционного релейного элемента 2, деши|фратар 4,и двухпозиционные релейные элементы 8 и 9 (по yIIIравляющим входа м), à BO вгаром — трехпозиционный релейный элемент 3,и двухпозиционные релейные элементы б и 7 (по управляющим входам).

Модели иополнительного механизма 13 и ооъекта 14 заданы и в каждом конкретном случае имеют вполне определенную структуру. В связи с этим, если каждая модель 13 и

14 состоит из нескольких каскадов, то последн не соединяются между собой так же, ха к и саами модели, — контактами двухпозиционных релейных элементов 8 и 9, точки подключения

IKoTophlx уславно образуют второй вход модели оптимальной замкнутой системы. Вторые входы моделей исполнительного механизма и абъекта образуют íàкопител и информац ии в точках их подключения (на чертеже не показаны). Все эти вторые входы условно образуют первый вход модели системы.

Второй вход и выход дополнительного сумматора 11, выход брака 12 реализации управляющего воздейспвия являются соответственно третьим входом, дополнительным и осHGBHbI!M выходом мадели аистемы.

Алгоритм ра боты уп ра вляющего устройства записывается в следующем виде: амплитуде н знаку, а модель системы находится в режиме хранения, причем. информация в накопителях моделей исполнительного механизма 18 и объекта 14 равна нулю.

30 В момент изменения знака сигнала Р прекращаегся процесс увеличения значения сигнала Z„H выполняется условие Z, = Х„=

Х,„. Положительный сигнал р ттаак к жжее, как и отрицательный, преобразуется в .релейный

З5 сигнал отрицательной полярности и посту|пает через трехпозиционный элемент 2 и дешифратор 4 на входы двухпозиционных релейных элементов 8 и 9, которые, замыкаясь, переводят модель системы в рабочий режим. Модель

40 системы начинает отрабатывать ступенчатый сигнал Z„, который подан с выхода блока памяти 5. С этого |момента сигнал ошибки мо дели системы Х„= Z„, — Z„, уменьшается по оптимальному закону. Исходная информа45 dZm 1! +m ция Z, d,, d,„ìoäåëè системы равна нулю.

iiIipaiIIляющее воздействие, используемое для отработки ошибки Х„, используется и

50 для отработки ошибки Х. Следовательно, ошибка Х с момента достижения своего максимального значения также уменьшается оптимальньв| образом, В момент равенства сигнала Х нулю осу55 щесгвляется сброс накопленной информации

|в блоке памяти 5 и моделях исполнительного механизма 18 и обьекта 14.

При отработке сигнала Х отрицательной полярности, процессы в управляющем устрой60 сгве будут происходить аналогично описанным.

Если сигнал Х имеет несколько произ|вольно расположенных максимумов, то процессы в устройстве также будут аналогичны -0IIIHicBH55,ным. При этом необходимо отметить, что сиг5

4 мации (с помощью д вухпазиционных релейных элементов б и 7).

С выхода сумматора 1 снимается сигнал р отрицательной полярности, который предварительно преобразуется в релейный сигнал положительной,полярности, поступая затем через контакт трехпозиционного релейного элемента 2 и дешифратор 4 на вход блока памяти 5. При этом на выходе последнего появляется сигнал Е„отрицательной полярности. Сигнал Л„через даполнительный сумматор 11 поступает на вход блоха 12 реализации управляю щего воздействия, à с выхода последнего снимается управляющее вовдействие максимальной амплитуды соответствующего знака, которое |используется для управления реальным объектом с целью уменьшения сигнала Х, К раме того, сигнал Х„поступает через элемент «НЕ» 10 на первый вход сумматора 1.

До тех пор, пока на выходе сумматора 1 сигнал Р(0 сигнал Я„увеличивается н запоминается в блоке памяти 5.,При этом управляющее воздействие остается постоянным по

407285

Предмет изобретения

Составитель А. Маслов

Текред Е. Борисова

Редактор Б. Нанкина

Корректор А Дзесова

- аказ 1285

Изд. № 1063 Тираж 768 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография

5 нал Z,,, в любом случае будет увеличиваться, а накомплен ная информация в моделях иополнителыного механизма 18 и объекта 14, соответствующая моменту перевода модели системы с рабочего режима на режим хранения, запоминается и по возвращении на рабочий режим переходной, процесс в ней:начинаерся не с нулевыми условиями, а с соответствующими за помненной ранее информации.

В связи с тем, что .модель системы отрабатывает ступенчатый сигнал Z„, справедливы следующие равенства:

dX dZп dп Дп Л ,ц,ц . -,1 п —,ц,п 1 т=1, 2 3 ) dZ "" Zm

Значения ... снимаются с

1 п моделей исполнительного механизма 13 и oR екта 14 и подаются на соотвегствующие входы:блока 12 реализации управляющего воздействия, Управляющее устройство для автоматических систем с гибридньгм критерием оптималыности, содержащее сумматор, ко входам

1еоторого соответственно присоединены вход первого трехпозиционного релейного элемента и выход элемента «НЕ», а к выходу подключены последовательно соединенные второй

6 трехпозиционный релейный элемент, подключенный у правляющим входом к выходу первого трехпозиционного релейного элемента, дешифратор и блок паияти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно,содержит дополнительный сумматор, первый вход которого подключен к выходу блока, памяти, блок реализации управляющего воздействия, первый вход которого

10 соединен со входом элемента «НЕ» и с выходом дополнительного сумматора, модель исполнительного меха|низма, модель объекта и четыре двухпозиционных релейных элемента, первые д ва из которых включены параллельно моделям исполнительного иеханизма и объекта, а третий и четвертый включены соответстввнно между входом и выходом модели исполнительного механизма и между выходом блока реализации у правляющего воздействия и входом модели объекта, у п равляющие входы .первых двух двухпозицион ных релейных элементов и управляющий вход блока памяти подключены к выходу, первого трехпозиционного релейного элемента, а управляющие входы третьего и четвертого двухпозиционных релейных элементов соединены с дополнительным выходом дешафратора, второй и третий входы блока реализации управляющего воздействия подключены соопветственно к выхо30 дам моделей объекта и исполнительного меха н,изма.