Устройство для формирования сигнала управления

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

Ой ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1734612 (6l ) Дополнительное и авт. свил-ву (22) Заявлено 13.12.77 (2i) 2553423/18-24 (51) Ч. Кл.

G 05 В 13/02 с присоединением заявки РЙ

Государственный комитет (2;) ) И рипри гет по делам изобретений н открытий

Оиубликовано 15.05.80. Бюллетень М

Дата опубликования описания 18.05„80 (53) Уд K 62-50 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

3. Г. Насибов и H. H. Шахворостов (7I) Заявитель

Краснодарский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматическому управлечию и может быть применено для управления объектами, параметры которых изменяются в широких пределахи в тех случаях, когда необхо5 димо высокое быстродействие.

Известны устройства автоматического управления с переменной структурой, содержашие кроме контура с песеменной структурой, также контур самонастройкн, Pj,,j2).

Наиболее близким по технической сушности является устройство для формирования сигнала управления, содержашее интегратор, из мер итель рассогласования, выход которого непосредственно и через последовательно соединенные дифференииатор и усилитель соединен с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен со входом логического блока, выход которого подключен к управляюшему входу ключа, вход которого соединен с выходом релейного блока (3!.

Недостаток этого устройства — его низкое быстродействие.

1(елью изобретения является повышение бь стродействия устройства.

Поставленная пель достигается: тем, что в устройстве установлены последовательно соединенные блок выделения модуля и блок с переменным коэффициентом передачи, второй вход которого соединен с выходом ключа, а выход через интегратор — со входом релейного элемента, вход блока выделения модуля соединен с выходом измерителя рассогласования.

На фиг. 1 представлена блок =хема устройства; на фиг. 2 — схема моделирования устройства по аналоговой вычислительной машине; на фиг. 3-5 фазовые портреты устройства при различных параметрах объекта.

Устройство содержит дифференпиатор

1, формирователь 2 сигнала переключения, усилитель 3, сумматор 4, блоки

5-6 выделения модуля, ключ 7, блок 8 с переменным коэффиппентом передачи, ющяя точка снова ие пересечет линию переключения. Особенностью работы предлагяемОГО устрОЙства является то, чтО логический блок 11 работает ио алгоритму

11ричем формирователь 2 сигнала пе— реключеиия осуществляет диффср.нцирование сигнала блока 5 выделения модуля, определяет знак иолу виной производной и формирует сигнал переключения

0, который Осуществляет управление ключом 7.

Такой алгоритм работы устройства ири любых значениях параметров Объекта регулирования обеспечивает выполнение условия существования скользящего режима З() (или что То же самое

5 % 0), а оьрннаканьнь и корень характеристического уравнения устройства 1+К р=- 0 обеспечивает устойчивое

1 движение изображающей точки к началу координат.

Поскольку переключения происходят не сразу при пересечении изображающей точкой ".èíèè переключения, а ио истечении времени, определяемого постоянной времени интегратора и коэффициентом передачи R - =rL(1) блоке 8 с ие— рс монны м коэффициентом передачи ь тО предлагаемое устройство четко фиксирует изменение знака — —, что исключает

Й (s r неопределенность в состоянии ключа и обеспечивает надежную работу формирователя 2 сигнала переключения. Ука- . занные обстоятельства к тому же ис— ключают возможное движение изображаю— щей точки по линии переключения, что в совокупности с максимальным значением сигнала (1; Обеспечивает повыше— ние быстродействия устройства ио меньшей мере в два раза rro сравнению с известны ми.

Изменение коэффициента передачи блока 8 с переменным коэффициентом передачи в зависимости От модуля сигнала рассогласования при приближении изобр ажающей точки к началу координат вызывает увеличение частоты переключения выходного сигналя устройства, что Обеспечивает сохранение требуемой точиос— ти устройства.

Работоспособность иредлягаеMorо устройства проверялась путем его мсде;ш— вания с объектом р< гули1 овяии» трр тьего

3 73461 интегратор. 9, релейный элемент 10, логический блок 11, измеритель 12 рас— согласования, свободное движение обьек— та 13, движение объекта 14 с предлагаемым устройством, Я вЂ” сигнал рассогласования, Я вЂ” производная от сигнала рассогласования, (Я (— модуль сигнала рассогласования, 5 — функция иереклю— чения, 1Я/- модуль функции переключения, U — выходной сигнал релейного 1О блока, T — выходной сигнал ключа, 9.=-$ (Ig1) — функция изменения коэффициента передачи блока 8,,= 0 — линия переключения, т, = 0 начальное состояние. объекта. 15

Устройство работает следующим образом.

В момент включения устройства в контур регулирования управляющий сигнал () может принимать одно из двух 20 значений +() или — l3 Если ири пос— туплении любого из йих на вход объекта регулирования значение функции

1 = ф 1;,, где К.1 — коэффициент усиления усилителя 3, уменьшается, что соотвстствуст движению изображакпней точки (E, E ) к линии переключения э =. 0 то производная — — меньше

Qt и Й. нуля, ключ 7 разомкнут и значение выходного устройства сохраняется. В момент, 30 когда © - - больше нуля, что происходит

Й+ при пересечении изображающей точкой линии переключения при удалении изображающей точки от линии переключения, ключ 7 замыкается и на интегратор 9 через блок 8 с переменным коэффициентом передачи и ступает сигнал с выхода устройства. В качестве блока 8 с переменным коэффициентом передачи может применяться управляемый резистор. Вы- 4й ходной сигнал интегратора 9 перебрасывает релейный блок 10 в новое состояние, знак выходного сигнала меняется на противоположный и изображающая точка снова двигается к линии переключения. 45

Если в момент включения устройства в контур регулирования управляющий сигнал уводит изображающую точку E, g ( от линии переключения 5=0, т.е. 0, д (в2 то ключ 7 замыкается и через некоторый 50 промежуток времени, определяемый значением постоянной времени интегратора, знак выходного сигнала устройства изменяется на противоположный и изображяющая точка возвращается к линии пе- 55 реключения. Если 0, то ключ 7 сЦ 1 разомкнется и выходной сигнал будет

1 зафиксирован до тех пор, пока изображя5 7 порядка на аналоговой вычислительной машине (фиг. 2). Полученные фазовые портреты процессов регулирования при неизменных настройках устройства и при различных параметрах объекта регулирования (фиг. 3-5) подтверждают хорошее качество и быстродействие процессов регулирования. формула изобретения

Устройство для формирования сигнала управления, содержащее интегратор, измеритель рассогласования, выход которого непосредственно и через последовательно соединенные дифференциатор и усилитель соединен с соответствующими входами сумматора, выход которого через логический блок подключен к управляющему входу ключа, вход которого соединен с выходом релейного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

34612 6 целью повышения быстродействия ус ройства, в нем установлены последовательно соединенные блок выделения модуля и блок с переменным коэффициентом

5 передачи второй вход которого соединен

Э с выходом ключа, а выход через интегратор - co входом релейного элемента, вход блока выделения модуля соединен с выходом измерителя рассогласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2163856/ 18 — 24ig кл. 5 05 В 13/02, 13.08.75.

2. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления, под ред. Ю. И. Топчеева, M., Машиностроение", 1971, с. 27-33.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2031418/18-24 кл. G 05 В 13-02, 06.06.74 (прототип).

7346 1. 2

Составитель Ю. Гладков

Редактор С. 11атрушева 1е среа. O. Лнлрейко Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2218/9 Тираж 856 Подписное

Ш1И11ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4