Система управления с перемен-ной структурой
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (и840797 (63) Дополнительное к авт. саид-ву .— (22) Заявлено 041278 (21) 2705087/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 2306.81. Бюллетень № 23 р )м. к.
G 05 В 13/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (- 1З) ЮК 82-50 (088. B) Дата опубликования описания 250681 (72) Авторы и эобрет ен и я
Ф
В. В. Сычев и В. B. Шеваль
1 (71 ) За яв и тель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ
СТРУКТУРОЙ
Изобретение относится к системам автоматического управления и может найти применение в автоматических системах, подверженных воздействию помех.
Известен регулятор с переменной структурой, содержащий схему совпадения, устройство сравнения, выход которого через переключающее устройство соединен с первым входом релейного усилителя, а через первый релейный сигнализатор — с другим входом переключающего устройства, выход устройства сравнения через первый, второй и третий релейные сигнализато- 1э ры соединен с первыми входами соответственно первого ключа, логической схемы равнозначности и схемы совпадения, второй вход которой через логическую схему равнозначности соединен 20 с выходом первого релейного снгналиэатора, а выход — с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен непосредственно с выходом и через первый ключ со вторым входом ре25 лейного усилителя (1).
Однако известный регулятор имеет низкую помехозащищенность при изменении уровня помех. 30
Наиболее близкой по технической сущности предлагаемой является система автоматического управления, содержащая последовательно соединенные первый блок сравнения и блок с переменной структурой, выход которого через объект управления соединен со входом первого блока сравнения, выход которого соединен со входом первого модульного элемента, через последовательно соединенные дифференциатор и сумматор — co вторым входом блока с переменной структурой, а через интегратор — со вторым входом сумматора (2 1.
Недостатком известной является малая точность системы при наличии помех в канале переключения., Цель изобретения — повышение точности системы.
Цель достигается тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные второй модульный элемент, второй блок сравнения, блок усреднения и блок определения экстремума, выход которого соединен со вторым входом интегратора, выход первого модульного элемента соединен с элемен том сравнения, а вход объекта управ840797
А так как
R S(T) xs в„",То) (5) — " >) l
<х
Формула изобретения ления соединен со входом второго модульного элемента.
На чертеже представлена структурная .схема системы автоматического управления с переменной структурой (x — сигнал ошибки; tx 1 — модуль сигнала ошибки; 0> — сигнал управления;
S â€, сигнал переключения; x — первая производная сигнала ошибки; 5, — составляющая сигнала переключения без .первой производной сигнала ошибкй;
AS — корректирующий сигнал для управляемого фильтра; 8 — среднеквадратическое отклонение)..
Схема включает в себя первый 1 и второй 2 блоки сравнения, блок 3 с переменной структурой,,объект 4 регулирования, модульные элементы 5 и 6, дифференциатор 7, сумматор 8, интегратор,9 (управляемый фильтр), блок 10 усреднения (блок вычисления среднеквадратического отклонения), блок 11 определения экстремума.
Система автоматического управления с переменной структурой работает следующим образом.
Так как в канале переключения функционируют дифференцирующие устройства, то обычно системы с переменной структурой работают при низком уровне помех в основном канале и значительном уровне помех в канале переключения — Д- «1, (1)
65 где m, m 5 — математические ожидания сигналов ошибки и переключения; оХ, GS — среднеквадратические отклонения сигналов ошибки и переключения.
Средняя мощность помехи на выходе блока 3 с переменной структурой вычисляется по формуле (2)
Оиру = 6 (1 — 0,641)х5) + mÄ(1-08 . х
S х(1-1)хз) ) - 1,28 аХ% (1 - «),< )1) где 1) — нормированная взаимокорре Х5 ляционная функция между сигналами ошибки и переключения.
Естественно, для повышения помехозащищенности системы следует стремиться к минимизации величины 00,„.
О сложным образом зависит и от паОу раметров входных сигналов и от величины 11,® . Анализ формулы (2) показывает, что всегда имеется такое значение 1(х5, что ОИРУ становится минималь- ным.
Так как средняя мощность помехи на выходе блока 3 может быть вычисле на по формуле
00„=К + в - И (0У), (3) где M(U>) — статическая характеристика нелинейного блока с переменной структурой, а () = 1/О, то вычитая (х(— 10у(, мы получаем информацию о величине DU . Физическое определеУ ние этой величины осуществляется с помощью блока 10 вычисления среднеквадратического отклонения.
По теореме Винера-Хинчина известно, что взаимная спектральная плотность двух сигналов определяется
Х5 (W) = SX(W) Q(jW)l ( 15 ошибки; фх (1щ) l, l g(ju»l- амплитУдные хаРактеристики каналов ошибки и переключения. и f S>S (W) Cos(kl(dW У (6) Х5 то изменения 1(х5 можно добиться, изменяя амплитудную характеристику (Q5(jW)t за счет изменения частоты . среза управляемого фильтра. Блок 11 определения экстремума на основе информации об G вырабатывает управляющий сигнал aS на изменение частоты среза управляемого фильтра 9,,,с помощью которого поддерживается минимальное значение величины 00„. Использование предлагаемой системы позволяет повысить точность воспроизведения полезного, воздействия в широком диапазоне изменения интенсив40 ности помех, примерно, в 2 раза за счет .оптимального соотношения амплитудных характеристик основного и переключающего канала. Система управления с переменной структурой, содержащая последовательно соединенные. первый блок сравнения и блок с переменной структурой, выход которого через объект управления соединен со входом первого блока сравнения, выход которого соединен со входом первого модульного элемента, через последовательно соединенные дифференциатор и сумматор — co вторым входом блока с переменной. структурой, а через интегратор — со вторым входом сумматора, отличающаяся 40 тем, что, с целью повышения точности системы при наличии помех в канале переключения она содержит последовательно соединенные второй модульный элемент, второй блок сравнения, блок Я усреднения и блок определения экс840797 Составитель А. Лещев Редактор В. Лазаренко Техред .Т.Маточка - Корректор M. Пожо Тираж 940 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, X-35, Раушскае наб., д. 4/5 Заказ 4761/67 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тремума, выход которого соединен со вторым входом интегратора, выход первого модульного элемента соединен . со вторым входом второго блока Срав-. нения, а вход объекта управления -соединен со входом второго модульного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 336644, кл. С 05 В 13/00, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР В 568937, кл. G 05 В 13/02, 1977 (прототип).
