Устройство для воспроизведенияэкстремальных характеристик двух-параметрических об'ектов управ-ления

 

й4 л н т ю, . а Ь. F i 4

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1,?9889?

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕПЛЬСТВУ

l (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1604,79 (21) 2757397/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230181. Бюллетень N9 3

Дата опубликования описания 230181 (51)М. Кл з

G 06 G 7/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 333 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.А. Бессонов, Г.Л. Левинзон и А.В. Логинов (7! ) Заявитель

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗ ВЕДЕ НИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВ

УПРАВЛЕНИЯ хо = с4 у-W4 х = с6 -<6, Изобретение относится к автомати ческому регулированию и может быть использовано при исследовании и настройке широкого класса одноканальных и двухканальных экстремальных регуляторов.

Известно устройство, позволяющее моделировать и-мерные экстремальные характеристики со взаимосвязанны- 1 ми координатами 1.11 .

Недостатком устройства является сложность работы с ним, так как оно содержит много регулирующих органов.

Кроме того, нет информации о виде моделируемой поверхности и о положении рабочей точки на этой поверхности, что осложняет наблюдение за процессом оптимизации.

Недостатком является также то, чтб блок функционального смещения або- 20 циссы может обеспечить лишь ограниченное смещение экстремума моделируемой характеристики.

Указанные недостатки снижают эффективность использования устройства при исследовании характеристик систем экстремального регулирования.

Наиболее близким по технической

"ущности к предлагаемому является устройство, содержащее масштабный вращающийся трансформатор, сумматор, два синус но-косинусных вращающихся трансформатора СКВТ, модулятор и ге нератор эталонного напряжения (21 .

Устройство воспрбизводит одномерные экстремальные характеристики вида:

F (x) = А (8+s1n x)1 (1) где A и  — постоянные поэффициенты, х = OC1 GCR/

Ф вЂ” угол поворота CKBT смещения по координате, C6y — угол поворота CKBT ввода координаты, Х вЂ” текущее значение поисковой координаты.

При этом устройство обеспечивает возможность неограниченного смещения экстремума характеристики по настраиваемой координате, позволяет непрерывно наблюдать за процессом поиска экстремума по шкалам СКВТ. В случае каскадного включения двух подобных устройств возможно воспроизведение двумерных экстремальных характеристик вида: (Р(Х„,Х21=4 Ф &40 Х1)(»,п Хз (2) где А, В, С вЂ” постоянные коэффициенты, 798897

Ф» — угол поворота СКВТ смещения по координа. те х, С6 — угол поворота СКВТ ввода координаты х, eC@ — угол поворота СКВТ сме щения по координате х, Ж4 - угол поворота СКВТ ввода координаты х, х и х — текущие значения по» исковых координат.

Недостатком такого устройства является возможность воспроизведения лишь сепарабельных экстремальных характеристик, т.е. характеристик с взаимно-независимыми настраиваемыми координатами.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения двумерных экстремальных характеристик с взаимосвязанными настраиваемыми координатами.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения экстремальных характеристик двухпараметрических объектов управления, содержащее две пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, в каждой из которых роторные обмотки соответственно соединены друг с дру- гом, и два сумматора, причем выходная статорная обмотка первой пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов соединена с первым входом первого сумматора, второй вход которого является входом устройства и соединен с входной статорной обмоткой первой пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, а выходная обмотка второй пары синусно-косинусных трансформаторов соединена с первым входом второго сумматора, введены дополнительная пара синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, роторные обмотки которых соответственно соединены друг с другом, и два редуктора, причем роторы синусно-косинусных вращающихся трансформаторов первой пары через редукторы кинематически связаны с роторами синусно-косинусных вращающихся трансформаторов дополнительной пары, входная статорная обмотка которой подключена к выходу первого сумматора, соединенному со вторым входом второго сумматора, а выходные статорные обмотки дополнительной пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов соответ ственно соединены со входными статорными обмотками вторЪЙ пары синус но-косинусных вращающихся трансформаторов.

На фиг. 1 представлена схема уст ройства, .на фиг. 2 — линия равного уровня поверхности, воспроизводимой устройством при коэффициенте взаимо. связи настраиваемых координат К-1.

Устройство содержит две пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов (СКВТ) 1, 2 и 3, 4, сумма торы 5 и б, дополнительную пару СКВТ

7, 8, редукторы 9, 10 с одинаковыми коэффициентами передачи,. Сумматоры

5, 6 состоят соответственно из трансформаторов 11, 12 и согласующих устройств 13, 14. Первичные обмотки трансформаторов 11, 12 являются одщ ним из входов сумматоров 5, б. Второй вход сумматоров 5, б соединен с согласующими устройствами 13, 14 через последовательно включенные вторичные обмотки трансформаторов

11, 12.

При подаче на вход yñòðoéñòâà сиг нала переменного тока постоянной амплитуды, на выходе сумматора 5 амплитуда напряжения определяется выражением (1). Это напряжение является входным для второй части схемы (CKBT 3, 4, 7, 8 и сумматор 6).

Известно, что при соединении двух

СКВТ роторными обмотками и подключе25 нии к первой статорной обмотке первого СКВТ сигнала переменного тока, напряжения на статорных обмотках второго CKBT имеют вид:

U = Кр0»» s i n (с » — aq ) (3)

30 0 = Ка0„cos (cs» »вЂ” +<) (Ч) где Кд — постоянный коэффициент

U — напряжение на первой ста»» торной обмотке первого СКВТ, Ф» — угол поворота первого СКВТ, угол поворота второго СКВТ.

В случае подключения входного напряжения ко второй статорной обмотке первого СКВТ, выходные напряжения на статорных обмотках второго СКВТ принимают вид:

Ug» Ko0» cos, (Ф» - t5g) (5)

0 = К 0 » s in (Фу - с д ) (6) где U — напряжение на второй статор k ной обмотке первого СКВТ.

4> В соответствии с зависимостями (3) и (4) амплитуды напряжений на статорных обмотках СКВТ 8 выражаются формулами:

08» = K< 0g s in (с - — cog ) (7)

50 0Е = Кр08 cos (+ - < 8 ) (8) где U — выходное напряжение сумма5 тора 5, <6 К»о

Ы» — угол поворота CKBT 1, H cx@ — угол поворота СКВТ 2, C6y — угол поворота CKBT 7, Р9 — угол поворота СКВТ 8, К = К = К вЂ” коэффициенты переда. чи редукторов 9 и

10.

Напряжение на статорной обмотке

СКВТ 4 04 складывается из составляющих, завйсящих от напряжений 0> и приложенных к статорным обмоткам

798897

СКВТ 3. (6) и (7

О.1 хь 1 и (сс xco s (q—

Я 1 П (се 3

+ (с - сс.3

Формула из обр ет е ни я

Используя выражения (4), ), (8), получаем:

КООэ, co s (сС Ф )+ Ко Оэ х

n4) = К U> s i n (К (c q - с6 )» сс4) + К„U> co s L К (a, - ag)v (9j

Ф. ) = K$U s in (К (сС, -

1 где ЖЗ вЂ” угол поворота СКВТ 3, a4 — угол поворота СКВТ 4.

Окончательно, с учетом выражений (1) и (9), амплитуда напряжения на выходе устройства имеет вид:

О „,„= О А11 С . ь1п (К («- д)+

+ (Ж3 Ы)Д = А (В + s in (a. „-а дДх

x{C + s i n I К (с -dQ + (сС -с 4Я = — А (В + sin Х„ ) (С + sin (К х1+

+ х,)), (10) где A, А, В 1, С 1 — постоянные коэффициенты, 20

Х и Х вЂ” текущие зна1 2 чения поисковых координат.

Из зависимости (10) видно, что 25 при изменении величин сс, и а возможен неограниченный дрейф модулируемой характеристики по координатам х„и х

Линии равного уровня поверхности при A = 0,8, В = С = 1,5, К = 1 (фиг. 2), Изменяя коэффициент передачи К редукторов 9 и 10, можно менять взаимосвязь между координатами Х и Х>, ТаК как вид моделируемой поверхности заранее известен, то устройство позволяет с максимальной наглядностью исследовать двухпарамет- рические экстремальные регуляторы.

С этой целью на роторах СКВТ 2 и 4р

СКВТ 4 устанавливают датчики углов

Ф и сС4, выходные сигналы которых подают на усилители вертикального и горизонтального отклонения электроннолучевого индикатора (на чертеже не показано). На экран индикатора надевается маска с линиями равного уровня моделируемой поверхности.

IIpH chal = const и c61, = const приращения С6< и СС4 равны приращениям Х р и Х0. Задавая начальное значение координат Х„ и Х изменениям Сб и

á4, а затем, разворачивая роторы

СКВТ 2 и СКВТ 4 с помощью приводов, управляемых от исследуемого экстремального регулятора, можно на экране индикатора наблюдать траекторию поиска экстремума моделируемой поверхности.

Переключение вида моделируемой . поверхности можно осуществлять диск- 40 р=тным изменением коэффициента передачи редукторов 9 и 10 путем, например, смены пары шестерен. При этом заменяется также маска на эк I ране электроннолучевого индикатора. 65

Таким образом, изобретение позволяет моделировать ряд поверхностей,. с взаимосвязанными координатами, причем возможно неограниченное смещение экстремума моделируемой характеристики по настраиваемым координатам. Форма моделируемой поверхности легко изменяется переключением коэффициентов передачи редукторов.

Вид моделируемых поверхностей заранее известен, что существенно упрощает эксплуатацию устройства и позволяет с максимальной наглядностью исследовать двухпараметрические экстремальные регуляторы.

Устройство для воспроизведения экстремальных характеристик двухпараметрических объектов управления, содержащее две пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, в каждой из которых роторные обмотки соответственно соединены друг с другом, и два сумматора, причем выходная статорная обмотка первой пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов соединена с первым входом первого сумматора, второй вход которого является входом устройства и соединен с входной статорной обмоткой первой пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, а выходная обмотка второй пары синусно-косинусных трансформаторов соединена с первым входом второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет воспроизведения двумерных экстремальных характеристик с взаимосвязанными настраиваемыми координатами, в него введены дополнительная пара синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, роторные обмотки которых соответственно соединены друг с другом, и два редуктора, причем роторы синусно-косинусных вращающихся трансформаторов первой пары через редукторы кинематически связаны с роторами синусно-косинусных вращающихся трансфорМаторов дополнительной пары, входная статорная обмотка которой подключена к выходу первого сумматора, соединенному со вторым входом второго сумматора, а выходные статорные обмотки дополнительной пары синусно-косинусных вращакщихся трансформаторов соответственно соединены со входными статорными обмотками второй пары синусно-косинусных вращающихся трансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 589613, кл. G 06 С 7/66, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 611220, кл. G 06 G 7/48, 1976 (прототип).

798897

-240-2!О -180 -ЮО -120 -90 -60 —,И

30 Б О,УО 120 15O Я) 270

240

210

180

90 бО

- 240 -2Э -180 -И1 -120 -М -О фиг. 2

Заказ 10060/70 Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель И. Лебеден

Редактор T. Кугрышева Техред Ж.Кастелевич Корректор В. Синицкая