Многоканальный автоматический оптимизатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик н11 7464 1 7 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 260478 (21) 2608778/18-34 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 0 70 78 0. Бк)ллетеиь № 26

Дата опубликования описания 0 70 7,80 (51)М. Кл.

G 05 В 13/02. Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДИ 62-S0 (088,8) (72) Авторы изобретению

А.И.Дроздов (71) Заявитель

Ордена Ленина институт проблем управления (54 ) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР

Изобретение относится к автомати-з зации управления, в частности к экстремальному управлению, Известны многоканальные автоматические оптимизаторы, позволяющие находить экстремальное значение функции многих переменных (1). Однако для устойчивой работы этих устройств, при оптимизации инерционного объекта с запаздыванием, необходимо снижение частот пробпых воздействий, что при« водит к увеличению времени поиска и амплитуды колебаний в экстремуме.

Йаиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является мно-. гоканальный автоматический оптимизатор с упреждением знака реакции на пробные воздействия, содержащий в 20 каждом канале последовательно соединенные одновибратор, переключатель, релаксационный генератор, триггер и исполнительное устройство, выход которого через объект управления соеди-25 нен со входом дифференциатора, а вход триггера соединен с первым входом одновибратора (2).

Недостаток оптимизатора — низкая точность и малое быстродействие. 3Q

Целью предполагаемого изобретения является повьпаение быстродействия и точности работы системы при оптимизации нестационарных инерционных объектов с запаздыванием.

Поставленная цель достигается тем, что оптимиэатор содержит в каждом канале инвертор и последовательно соединенные полосовой фильтр, сигнумреле и импульсный элемЕнт выход кото-, рого соединен со вторым входом одновиб,ратора, а выход полосового фильтра соединен со вторым входом переключателя и через инвертор — с третьим входом переключателя, выход дифференциатора соединен со входами полосовых фильтров каждого канала.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы

Устройство (фиг.1) содержит i диФФеренциатор 1 и и однотипных (по числу независимых т1еременных) каналов, каждый иэ которых содержит полосовой фильтр 2, инвертор 3, переключатель 4, элемент адаптации 5, состоящий иэ сигнум-реле 6 и импульсного элемента 7, одновибратор 8, управляемый релаксационный генератор 9, триггер 10 с счвт74641 7 ным входом и исполнительное устройство

ll „îÜúåêT., управления 12.

В каждом канале оптимизатора выход полосового Фильтра 2 соединен с входом инвертора 3 и одним входом переключателя 4, а выход инвертора 3 соединен с другим входом переключателя 4. Выход долосового фильтра 2 также соединен с входом элемента адаптации 5.

Выход элемента адаптации 5, состоящего из последовательно соединенных сигиум-реле 6 и импульсного элемента 7, соединен с запускающим входом одновибратора 8, выход которого соединен с управляющим входом переключателя 4, а выход переключателя 4 соединен с входом управляемого ре- l5 лаксационного генератора 9, выход которого соединен с возвращающим входом одновибратора 8 и входом триггера 10. Выход триггера 10 соединен с входом исполнительного устройства щ

11, выход которого подключен к соответствующему входу объекта. управления 12. Выход объекта управления 12 соединен с входом диференциатора 1, выход которого соединен с входами по- 25 лосовых фильтров всех каналов оптимизатора.

Принцип действия предлагаемого устройства рассматривается на примере работы одного канала при управлении объектом, состоящим из последователь- ЗО но соединенных звена запаздывания и статического звена с модульной характеристикой. Полосовой фильтр на входе канала оптимизатора (Фиг.l) необходим в многоканальной системе, поэ- З5 тому для понимания принципа действия одного канала полосовой фильтр исключают.

Работа одного канала оптимизитора иллюстрируется временными диаграмма- 4() ми (фиг.2). Пусть в момент времени на входе триггера 10; сигнал U положительный, тогда х; на выходе исполнительного устройства 11> увеличивается, для случая исполнительного устройства интегрирующего типа. Сигнал Q на выходе объекта 12 увеличивается лишь через время запаздывания

С,поэтому на выходе дифференциатора

1 появляется сигнал †через время

dQ

ДФ

На вход управляемого генератора

9<, состоящего из интегратора с пороговым элементом, подается сигнал U в>,+

+ U, где Uq - постоянная величина.

При достижении сигналом Э; иа выходе интегратора величины порога срабатывается > пороговогб элемента, генератор 9; срабатывает и изменяет состояния триггера 10q и однорибратора 8; . Одновибратор изменяет состояние переключателя 4(, т.е. подклю- 0 чает на вход генератора 91 входной. сигнал через инвертор 3; . После изменения состояния триггера в момент

t1проиэводнаягг изменит свой знак лишь в момент t z через время запаэ- 65

4ЕИЫ дывания, но с момента t„ сигнал

U» на вход генератора 91 поступает через инвертор 3;,, т.е. с измененным знаком, который будет на выходе дифференциатора 1 лишь через время.7 .

В момент tz сигнал — на выходе диффе-

d0

dt ренциатора изменяет знак в результате чего элемент адаптации 5„ возвращащает одновибратор 8 в исходное состояние и сигнал на вход генератора подается минуя инвертор 3 j . Таким образом, на каждом полупериоде пробного воздействия осуществляется упРеждение знака реакции на в>>емя запаздывания

При изменении времени запаздывания л

< изменяется и интервал упреждения, т.е. Фаза сигнала Ubx< всегда соответствует фазе сигнала U; независимо от сдвига Фазы сигнала в объкте управления (фиг.2 соответственно моменты и tate .

1 ледует также отметить, что применение одновибратора 8(для управления переключателем 4„ приводит к повышению надежности всей системы.

В случае потери импульса на возврат одновибратора, а соответственно ипереключателя 4 в исходное положение, при времени выдержки одновибратора, равному нескольким полупериодам пробных воздействий, одновибратор сам возвращается в исходное положение, т.е. в зависимости от времени выдержки одновибратора при потере импульса канал не полностью работоспособен только в течение нескольких полупериодов пробных воздеЙствий.

При управлении объектом, линейная часть которого состоит из двух последовательно соединенных инерционных звеньев, изменение знака пробного воздействия на входе объекта повлечет изменение знака реакции на это пробное воздействие лишь через время, определяемое динамическими параметрами объекта. Этот момент ccrOтветствует моменту изменения знака первой производной выходной величины объекта, причем при стационарных параметрах объекта время с момента изменения производной выходной величины объекта различный.В предлагаемом автоматическом оптимизаторе и осуществляется упреждение знака реакции с момента изменения состояния триггера до момента перехода через нуль первой производной составляющей выходного сигала объекта, имеющей частоту пробных воздействий этого же канала, Выделение этой составляющей из выходного сигнала дифференциатора

1 осуществляется.полосовыми фильтрами 21, 2;" 2„.

Многоканальный автоматический оптимизатор состоит из параллельно и аналогично работающих каналов, независимость работы которых обеспечй- вается полосовыми фильтрами 2< 2, 2„.

74б417 б

Особенностью настройки оптимизатора является необходимость разнесения частот пробных воздействий в каналах и настройка полосовых фильтров в соответствии с этими частотами.

В предлагаемом оптимизаторе осу- 5 ществляется упреждение знака реакции с учетом динамических свойств объекта, поэтому при управлении объектом с нестационарными параметрами можно повысить частоты пробных воздействий и, . как известно,тем самым повысить быстродействие и точность работы оптими- затора. Наличие полосовых фильтров позволяет уменьшить взаимное влияние .каналов, что также обеспечивает повы- 5 шенйе быстродействия многоканального оптимизатора по сравнению с известным техническим решением.

Формула изобретения 20

Многоканальный автоматический оптимизатор, содержащий в каждом канале последовательно соединенные одновибратор, преключатель, релаксационный генератор, триггер и исполнительное устройство, выход которого через объект управления соединен со входом дифференциатора, а вход триггера соединен с первым входом одновибратора, отличающийся тем, что, с целью йовышения точнбсти и быстро-. действия оптимизатора, он содержит в каждом канале инвертор и последова= тельно соединенйые полосовой фильтр, сигнум-реле и импульсный элемент, выход которого соединен со вторым входом одновибратора, а выход полосового фильтра соединен со вторым входом переключателя и через инвертор с третьим входом переключателя, выход дифференциатора соединен со входами полосовых фильтров каждого канала.

Источники информации, 1 принятые во внимание при экспертизе

1. Aвторское csидетельство СССР

9404053, кл. G 05 В, 13/02 L974.

2,Авторское свидетельство СССР

9 481879, кл. G 05 В, 13/02, 1975 (прототип) .

746417

О

Составитель А.Лащев

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред И.Асталош Корректор M ..Шароши

Заказ 4102/16 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР пс делам изобретений и открытий ., 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4