Способ формирования управляющегосигнала b релейно- импульсныхсистемах управления

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 220676 (2! ) 2376537/18-24 (51)hh. с присоединением заявки ¹

G 05 В 11/01

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1%01.81. Бюллетень Н9 2

Дата опубликования описания 15.0 181 (53) УДК681.2.087. ,92-932(088,8) (72) Авторы изобретения

А.Я.Бичуцкий и Г.Я.Леденев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО

СИГНАЛА В РЕЛЕЙНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМАХ

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике формирования управляющих сигналов в системах управления и регулирования, в частности в системах, в которых могут существовать скользящие режимы.

Известны способы формирования управляющего сигнала, основанные на формировании импульсного сигнала в процессе отработки ошибки управления в скользящем режиме (1). t0

Недостатком укаэанных способов является большое время управления и большое перерегулирование по фазовым координатам, обусловленное прерыванием управляющего сигнала в скользя- 35 щем режиме управления.

Цель изобретения — уменьшение времени управления при одновременном уменьшении перерегулирования.

Поставленная цель достигается тем, что, начиная с момента возникновения импульсного сигнала за счет создания скользящего режима при управлении, формируют непрерывный управляющий 25 сигнал, причем формирование непрерывного сигнала прекращают в момент превышения временным интервалом между соседними импульсными сигналами некоторой, наперед заданной и опреде- 30 ляемой требуемыми характеристиками переходного процесса, величины.

На фиг. 1 приведена блок-схема системы управления; на фиг. 2 — зпюры сигналов в системе; на фиг. 3 представлен фазовый портрет системы управления.

Система управления (фиг. 1) со-. держит измеритель 1 сигнала ошибки управления, выход которого соединен с цходом релейно-импульсного регулятора 2. Релейно-импульсный регулятор

2 содержит релейный элемент (РЭ) 3, охваченный цепью инерционной обратной связи через сумматор 4 и инерционное звено 5. Выход РЭ 3 соединен с входом формирователя 6 управляющего сигнала, выход которого является выходом релейно-импульсного регулятора 2, к которому подсоединены входы исполнительных органов 7 объекта управления 8.

На фиг. 2 обозначено: ось абсцисс— текущее время t; ось ординат — эпюры сигналов в соответствующих точках блок-схемы (фиг. 1).

На фиг. 3 обозначено: ось абсциссвеличина ошибки управления х (при х = 0); ось ординат — величина скорости ошибки управления х; М вЂ” поло796785 жение изображающей точки н а фаз овой траектории; а, -a — границы зоны нечувствительности системы; S — область существования скользящего режима.

Суть способа состоит в следующем.

При достижении увеличивающимся сигналом ошибки управления границы зоны нечувствительности в системе формируется передний фронт релейного непрерывного управляющего аигнала, и начинается управление в скользящем р режиме. При этом, начиная с момента образования импульсного сигнала,созданного вследствие управления в скользящем режиме, формируют непрерывный сигнал. Непрерывный сигнал заканчивается в момент времени, при котором 15 временной интервал между соседними импульсными сигналами превышает некоторую заданную величину «Г„.

Пример реализации способа в системе управления при входном сигнале (} хо = О представлен ниже.;

Пусть в некоторый момент времени сигнал U, поступающий от линейного датчика — измерителя 1 сигнала ошибки управления, по величине меньше 25 уровня срабатывания а. РЭ 3 и имеет тенденцию к увеличению (сигнал U< на фиг. 2а) „ 3 HH e H HH соответствует положение точки М на фазовой плоскости (фиг. 3). В описанной ситуации релейно-импульсный регулятор 2 находится в исходном ñîñтоянии: РЭ 3 выключен, выходной сигнал 04 инерционного звена 5 равен нулю (в качестве инерционного звена рассматривается апериодическое звено). При увеличении сигнала х (а, следовательно, и О,(). при U = Q срабатывает РЭ 3, и на входы формирователя управляющего сигнала и инерционного звена 5 начинает поступать сиг- 4О нал U> (выходной сигнал РЭ) . Выходным сигналом звена 5, который имеет нарастающий характер при включении

РЭ 3, произвоцится компенсация сигнала Uq, и если темп изменения последнего меньше скорости нарастания сигнала Б4, то РЭ 3 выключается через время, определяемое только его запаздыванием (временным или пространственным гистерезисом). B идеальном случае РЭ переключается мгновенно. ®О

В течение времени включения РЭ на его выходе формируется одиночный импульс

Д„ (фиг. 2б) бесконечно малой длительности. Импульс С(преобразуется формирователем 6 управляющего сигнала э5 в импульс фиксированной длительности (фиг. 2в) .

Выходной сигнал РЭ 3 в области скользящего режима я представляет собой последовательность импульсов сГ„., частота которых определяется. параметрами сигнала х и его производной х и параметрами апериодического звена

5. Если после включения РЭ 3 время между двумя соседними импульсами

Д„ меньше Со, то выходной сигнал формирователя 6 управляющего сигнала (Ug) является непрерывным.

В соответствии с приведенной выше логикой функционирования регулятора

2 изображающая точка при управлении объектом второго порядка (представляемым двумя инерционными звеньями) может иметь участки фазовой траектории типа участка М вЂ” М > — М 3, на котором в точке М производится включение исполнительных органов 7, а в точке М вЂ” их отключение (фиг. 3).

Любая другая фазовая траектория с прерыванием управляющего сигнала эа счет создания скользящего режима при управлении имеет большую протяжен- ность по координате х, т.е.!х,„ )))xм) и по координате х, т; е . l i ) х,„,), Й

Так как время действия управления, необходимое для перемещения изображающей точки из положения М(на линию выключения К зависит от положения точки M3 на ней, то время действия управления с прерыванием управляющего сигнала всегда больше времени релейного непрерывного управления.

Формула изобретения

Способ формирования управляющего сигнала в релейно-импульсных системах управления, заключающийся в том, что в зависимости от ошибки управления формируют импульсный управляющий сигнал путем создания скользящего режима, отличающийся тем, что,с целью уменьшения времени управления при одновременном уменьшении перерегулирования, начиная с момента возникновения импульсного сигнала, формируют непрерывный управляющий сигнал, причем формирование непрерывного сигнала прекращают в момент превышения временным интервалом между импульсными сигналами некоторой, наперед заданной и определенной требуемыми характеристиками переходного процесса, величины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Уткин В.И. Скользящие режимы и их применения в системах с переменной структурой. М., Наука, 1974, с. 13.

Составитель Н.Васильев

Редактор М.Яиткина Техред А.Бабинец Корректор И.Муска

Эаказ 9766/63 Тираж 949 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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