Многоканальная система экстремальногорегулирования

 

ОП NCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКбМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 824141 (61} Дополнительное к авт. свид-ву(22} Заявлено 180779 (21) 2799547/18-24

1 (51)М. Кл3 с присоединением заявки Н4

6 05 В 13!02

Государственный комитет

СССР по делан изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 304 81, бюллетень М 15 (53) УДК 82- 0 (088 ° 8) Дата опубликования описания 2304.81 (72) Авторы изобретения

Ю.Н;Алпатов и Г.Г.Гишихте (71) Заявитель (54 ) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для автоматического поиска экстремума, и может быть использовано для управ-. ления различными многоканальными (двухкаиальными1 объектами, характеристики которых подвержены действию случайных возмущений с известными статистическими характеристиками.

Известны многоканальные систеввз экстремального управления, содержащие в каждом канале генератор пойскового гармонического сигнала, первый выход которого через сумматор соединен с соответствуихцим входом объекта, а второй выход - с первым входом синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом объекта, а выход через последовательно соединенные фильтры и исполнительный механизм (интегратор1 соединен со вторым входом сумматора 11.

Известны многоканальные система .экстремального управления, содержащие в каждом канале генератор поискового сигнала, первый выход которого через первый сумматор соединен с соответствукхдим входом-объекта, а второй выход - с первым входом синхронного детектора, второй вход ко. торого соединен с выходом объекта, который через последовательно соединенные второй сумматор, фильтр и интегратор соединен со вторым входом первого сумматора, а выход фильтра соединен со вторым входом второго сумматора t2J .

Однако известные системы облада1О ют низкой точностью при наличии высокого уровня вбзмущений, действующих как на величину выходной характеристики объекта, так и на входной параметр.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является многоканальная система экстремального регулирования, содержащая в каждом канале регулирования первый сумматор, дифференциатор и генератор

2О поисковых колебаний, первый выход которого через второй сумматор соединен с соответствуихцим входом объекта регулирования, а второй выход через первый фаэосдвигаищий блок — с первым входом синхронного детектора, ко второму входу которого подключен выход объекта регулирования, а выход через последовательно соединенные третий сумматор и

3ц фильтр — ко входу интегратора (3) .

824141

В известной системе повышение помехоустойчивости обеспечивается только в случае высокого уровня случайных возмущений, действующих на величину выходной характеристики объекта (дрейф экстремума по величине), однако не учитываются возмущения, действующие на вход, объекта управления (дрейф экстремума попараметру) и именно этот вид возмущений понижает точность рабочих характеристик системы и может даже привести к потере работоспособности системы.

Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости многоканальной системы экстремального управления.

Поставленная цель достигается тем, что в системе в каждом канале регулирования установлен второй фазосдвигающий блок, выход которого соединен с первым входом первого сумма- 20 тора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход через дифференциатор — с вторыми входами второго и третьего сумматоров и входом второго фазосдвиганощего блока. 25

Блок-схема систеьм представлена на чертеже.

Система содержит объект 1, синхронный детектор 2, первый и второй фазосдвигакщие блоки 3 и 4, первый второй и третий сумматоры 5, б и 7 масштабирующий блок 8, фильтр 9, интегратор 10, дифференциатор 11, генератор 12 поисковых колебаний.

Двухканальная система экстремального регулирования работает следующим образом.

Поисковые системы с генераторов

12 поисковых колебаний подаются на входы объекта через сумматоры б и пройдя через объект 1, поступают на 40 информационные входы синхронных детекторов 2. Эти же сигналы с выхода генераторов 12 поисковых колебаний поступают на входы фазосдвигающих блоков 3, компенсирующих сдвиг 45 фазы в объект 1 и, пройдя через фазосдвигающие блоки 3, поступают на опорные входы синхронных детекторов

2..Сигналы с выходов синхронных детекторов 2 через сумматоры 7 поступают на входы фильтров 9 (например апериодических звеньев первого порядка). На выходе фильтров 9 формируется сигнал, пропорциональный производной выходной характеристике объекта

1 по данному параметру, который поступает на вход интегратора 10 (исполнительный механизм). Блоки 7 и 8 дифференциатор 11, фазосдвигающий блок 4 и сумматор 5 служат для коррекции систеьы т.е. входят в состав б0 корректирующего устройства).

Выходной сигнал интегратора 10 поступает на дифференциатор 11 через сумматор 5. Выходной сигнал дифференциатора 11 в сумматоре б суммируется б5 ! с сигналом генератора 12 поисковых колебаний. Кроме того, указанный сигнал с весом К суммируется в сумматоре 7 с выходным сигналом синхронного детектора 2. И, наконец, через фазосдвигающий блок 4 он подается на вход сумматора 5, где суммируется с выходным сигналом интегратора 10 °

Выходные сигналы с сумматоров б воздействуют на.объект 1 регулирования таким образом, чтобы регулируемая координата стремилась к своему экстремальному значению.

Существуют два вида случайных возмущающих воздействий, действующих на объект управления в экстре-. мальных системах управления — это дрейф экстремума по величине и параметру. Для устойчивой и качественной работы система не должна реагировать на первый вид возмущений и отрабатывать второй. Существует метод

Винера-Колмогорова, позволяющий определить передаточную функцию линейной части системы экстремального управления, минимизирующую среднеквадратичную ошибку системы при условии устойчивой работы системы, для заданных спектральных плотностей возмущений

5 (l — — возмущения, воздействуюMo& а,,р щие на вход объекта gf )=d — возмущения, воздействую2 щие на выход объекта, где R, P, 6 — статистические параметры спектральных плотностей, 43 — частота; возмущение, вызывающее дрейф экстремума по параметру, Ь вЂ” возмущение, вызывающее дрейф экстремума по величине.

В этом случае передаточная функция линейной части системы экстремального управления имеет вид ñ

%c(P)=T,„p-т, гДе Кс, T „, Тс2 — паРаметРы переДаточной функции, выбираются в зависимости от параметров спектральных плоскостей возмущений, действую „их на систему.

Блоки, входящие в состав корректирующего устройства предлагаемой системы, имеют следующие передаточные функции

Дифференци атор 11 - +„, (Р) =

Кс Те 11Р+ д К1 Т " Т К вЂ” К с<4 Е

Т9, Кч — параметры передаточной функции фильтра 9.

824141

1-Ф, О

ФВЭООДВИГВЮКВ1Я бЛОК 4 -W4-4Ф,P где Т4 = Т9.

Масштабирующее звено 8Ктс т +К,-т Ко

К

Кс

При этих значениях параметров блоков корректирукицего устройства передаточная функция линейной части системы экстремального регулирования равна. оптимальной.

Многоканальная система работает аналогичным образом.

Предлагаемая система обеспечивает повышение точности на 104 и повышение помехозащищенности в 1,5 раза по срав-45 сравнению с известными системами.

Формула изобретения

Многоканальная система экстремального регулирования, содержащая в каждом канале регулирования первый сумматор, дифференциатор и генератор колебаний, первый выход которого через второй сумматор соединен с соответствующим входом объекта регулирования, а второй выход через первыи фазосдвигающий блок — с первым входом синхронного детектора, ко второму входу которого подключен выход .объекта регулирования, а выход через последовательно соединенные третий сумматор и фильтр — ко входу интегратора, о т л и ч а ю щ а т с я тем, что,.с целью -;,овышения точности и помехоустойчивости системы, в ней в каждом канале регулирования установлен второй фазосдвигающий блок, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соедчнен с выходом интегратора, а выход через дифференциатор — с вторыми входами второго и третьего сумматоров и входом второго фазосцвигающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экс. ертизе

1. Рас-.ригин Л.A. Системы экстремального управления. M., "Наука", 1974, с. 203-227, рис. 18. 3. 1.

2 ° Растригин Л. A. Системы экстреII 11 мального управления. M., Наука

1974, с. 395-401 °

3. Авторское свидетельство СССР

@528544,. кл. 6 05 В 13/02, 08.02.74 (прототип). I

ВНИИПИ Заказ 2108/68 Тираж 940 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгоро,ул.Проектная,4