Система регулирования

 

Союэ Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 079879 (21) 2808020/18-24 с присоединением заявки Нов (23) Г)риоритет—

Опубликовано 150581 Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 15.05.31 (51)М. Кл 3

G 05 В 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б2-50 (088 ..8 ) (72) Авторы изобретения

Л. A. Майборода и В. А. Янковский (71) Заявитель (54 ) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при управлении летательными аппаратами всевозможных классов, кораблями и судами на воздушной подушке.

Известна система регулирования, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединеч со входом объекта регулирования, выход которого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, и измерители величины возмущения, действука его на объект, выход которого через функциональный преобразователь соединен со вторым входом регулятора, причем измеритель формирует информацию о величине возмущения как пряьим путем (т.е. непосредственным измерением сигнала возмущения), так и косвенным,(т.е. по измерениям сигнала управления и регулируемой координаты) (1).

Известны системы регулирования, содержащие последовательно соединенные иэмеритель рассогласования, регулятор и исполнительный механизм, вход которого соединен со входом объекта регулирования и через последовательно соединенные датчик сигнала управления и модель объектас первым входом блока сравнения, выход объекта регулирования соеди5 нен с одним из входов измерит рас согласования и через датчик регулируемой .координаты со вторым входом блока сравнения, выход которого через фильтр и формирователь корректи1О рующего сигнала соединен либо со вторым входом регулятора, либо со вторым входом исполнительного механизма (место включения коьа енсирующего сигнала определяется конструк15 тивными особенностями выполнения контура формирования компенсирующего сигнала Г21, $3) и (4) .

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является сис20 тема регулирования, содержащая последовательно соединенные регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен со входом объекта регу-, лирования,и через последовательные соединенные датчик сигнала управления и моделирующее устройство — с первым входом устройства сравнения, выход объекта регулирования соединен с одним из входов регулятора и через датчик регулируемой координаты—

830294 со вторым входом устройства сравнения, выход которого через последовательно соединенные фильтр и блок управления соединен со вторым входом исполнительного механизма (5) .

Однако данная система обладает низкой точностью.

Цель изобретения - повышение точ" ности системы регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в систе1.1е выход датчика регулируемой координаты соединен со вторым входом моделирующего устройства. динамика системы описывается уравнением

x(+ = x,<, u)+F(t), (1) где Х (t) — вектор фазовых координат объектива;

0 - вектор управляющих воздействий;

Ф - заданная Функция, харак-., теризующая динамические свойства объекта;

Г(|)- вектор возмущающих сил.

При переходе во временную область

pearewe уравнения (1) может быть эаписано в виде уравнения параметров состояния

Х((и)Т)= А(т)Х(нт)+5ЩО(пт)+ СЩ р(пТ), (2}

Ь(Т) д О(пТ)=- |.((и+1)Т), (3) гДЕ Ц(11+|) )=С((Т) Р(пТ))= (Л(П-1)Т), ...;

Д((п-||)т),. -,(Л(нт));

S5 дU(nT) - корректирукщее управлякщее воздействие.

С учетом (3) Уравнение (2) записывается в виде

Х((п+.|)Т)= А(Т) Х(пТ)+ ВЩ(0 (и Т)+д 0(пТ })+

+ A f(n+ ) T), (4) где UjnT) управляющее воздействие, выработанное регулятором для промежутка времейи (nT),((n+1) Т), 65 в правой части которого первая компо-. нента характеризует собственное движение объекта, вторая - эффект действия управле||ия, а третья — ° эффект действия возмущения на промежутке времени (ПТ),;(п+ )T).

Компонента С(T) F(nT) является случайной величиной, полная компенсация которой невозможна. Однако. воз- 4() можно построение систеыи, в которой эа счет изменения эффекта действия управления осуществляется компенсация некоторой оценки возмущения

|. ((и+1) Т), полУченной в результате 45 ее прогнозирования по оценкам, вычисленным на предыдущих K шагах измерения l((n -.1)Т (10,1 2,...К), т.е. обеспечивается выполнение условия

Ц(п+1)Т) - сигнал возмущения в .момент (n+1 ) T.

На чертеже представлена блок-схеМа УСтройства.

Система содержит регулятор 1, исполнительный механизм 2, блок 3 управления, датчик 4 сигнала управления, датчик 5 регулируемой координаты, первый и второй блоки 6 и 7 прогнозирования, устройство 8 сдвига, блок 9 задержки, устройство 10 сравнения, Фильтр 11, моделирующее устройство 12, объект 13 регулирования, ХЕх ВХОДНОЙ сигналр Up- ВЫХОДНОЙ cHZнал регулятора, U - сйгнал управления, Х „„- регулируемая координата, 2 - сигнал возмущения, AU — компенсирующий сигнал.

Устройство работает следукщим образом.

Основной контур управления, состоящий из регулятора 1, .исполнительного механизма 2 и объекта 13 регулирования, предназначен для ликвидации основных рассогласований между заданным ХЭ„ и текущим Х щ„значениями регулируемой координаты. К основному сигналу управления Up на входе исполнительного механизма добавляется компенсирующий сигнал д0(пТ), являкщийся постоянным на интервале

nT < йс(п+1)Т, где Т - период дискретности, и формируеьый контуром компенсаций, в состав которого входят блоки 3-12.

В конце п-го периода через датчики 4 и 5 информация о величине управлякщего сигнала 0 и регулируемой координате Х ы в виде дискретных значений U(nT) и X(nT) принимается и фиксируется в моделирующем устройстве 13, где по алгоритму

Хпр п+1)Т)А(Г)Х()Ь()(пT} определяется оценка регулируемой координаты для конца (пФ1)-го периода. В устройстве 7 сдвига эта оценка задерживается по времени на один период. В момент времени t nT с выхода устройства 7 сдвига вычисленная при t (n-))T оценка Х (пТ) сравнивается с текущим значением параметра Х(пТ) в устройстве 10 сравнения, в результате чего определяется оценка сигнала возмущения Х(nT) за п-й период, т.е. оценка слагаемого

C Prg F (n T) иэ (2) .

По величине k(nT) и K предыдущих оценок attn-1)Т), i 1 2,...Ê, хранящихся в устройстве 7 задержки, прогнозируется оценка сигнала возмущения 1 (п+1)Т1 за (и+1)-й период дискретности по определенному алгоритму экстраполяции. В блоке 3 управления по выходному сигналу Фильтра 11 определяется и Фиксируется на проме-, ркутке (nT), (n+l)T корректирукщий сигнал д0(nТ) .

830294

2(1

Формула изобретения

2. Авторское

9 226633001166, кл. G

3. Авторское

9 269251, кл. 6

4. Авторское

Р 559220, кл. G

5. Авторское

9 607181, кл. С (прототип } . свидетельство СССР

21 С 46/50, 1968. свидетельство СССР

05 В 17/00, 1968. свидетельство СССР

05 В 11/01, 1975. свидетельство СССР

05 В 11/06, 1975

Составитель Г. Нефедова

Техред M.TàáàÊîâè÷ Корректор О.Билак

Редактор N. Погориляк

3 акаэ 3306/52 Тираж, 940 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

Таким образом, с помощью контура компенсации блоков (3-12) частично, компенсируется влияние сигнала возмущения на каждом интервале дискретности, чем в значительной степени (на рабочих частотах летательного аппарата в 10-50 раз) снижается уровень установившихся сшибок регулируемой координаты. Элементы основного контура 1 и 2 стабилизации могут быть выполнены как в непрерывном, так и в дискретном вариантах.

Устройство контура компенсации работают дискретно, причем математические и логические операции, выпслняемае ими, могут реализоваться также элементами непрерывного нли цискретного действия.

Система регулирования, содержащая последовательно .соединенные регулятор и исполнительный механизм, выход 25 которого соединен со входом объекта регулирования, и через последовательно соединенные датчик сигнала управления и моделирующее устройство - с первым входом устройства сравнения, выход объекта регулирования соединен с одним из входов регулятора и через датчик регулируемой координаты - со вторым входом устройства сравнения, выход которого через последовательно соединенные фильтр и блок управления . соединен со вторым входом исполнительного механизма, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности систеки, в ней выход датчика регулируемой координаты соединен со вторым входом моделирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Суевалов Л.Ф. Самонастраи.ваккциеся системы в судовой автоматике. Л., "Судостроение", 1966, с. 75-78, р. 76.