Самонастраивающаяся система автоматического управления

 

ОП ИКАНИЕ

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз. Советских

Социалистических

Республик ()930253 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За елене 22.02.79 (21) 2727712/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки №вЂ” 05 В 1 7/00

3Ъеудеретеенный квинтет

СССР не делеи нзабретенмй н открытнй (23) П риоритет—

0"Убликовано 23.05,82. Бюллетень № 19 (53) УДК62 50 (088.8) Дата опубликования описания 23.05 82 (72) Автор изобретения

М. Н. Новиков (7() Заявитель

Курганский машиностроительный институт (54) САМОЩСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при управлении процессами или объектами в условиях, когда параметры объектов в результате изменения во внешней среде изменяются в широком диапазоне и ко да отсутствует априорная информация об этих изменениях.

Известны системы автоматического управления с эталонной моделью, позволяющие управлять процессами (объекта10 ми} при наличии неконтролируемых возмущений j1).

Наиболее близкой по технической сутп.ности к предлагаемой является система

l5 содержащая модель системы управления, последовательно соединенные блок умножения, объект управления и блок целения Е2).

Однако эта система также имеет ограниченную приспосабливаемость к изменяющимся условиям, что не позволяет обеспечить достаточную точность при больших неконтролируемых изменениях параметров.

Бель изобретения - повышение точности управления при изменении во времени характеристик процесса объекта и наличии неконтролируемых возмущений.

Указанная цель достигается тем, что система содержит инвертором переключающий элемент, выход которого соединен с первым входом блока умножения, управляющий вход - с входом модели системы управления и входом системы, первый sxoa — с выходом модели системы управления, второй входс выходом инвертора, вход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход - с вторым входом блока умножения.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы

Система включает модель системы управления 1, управляющее устройство 2, блок 3 умножения, блок 4 деления, 3 4 ление необходимого коэффициента усипения регулятора К „(4 ) = g/ К 0< (t) .

Система работает следующим образом.

Эталонный сигнал )("(1 ) поступает с выхода модели системы управления 1 на первый вход блока умножения через переключающий элемент 9, который срабатывает в момент появления сигнала с Я

При этом на выходе блока умножения образуется сигнал

U(t) К Х () где К о - коэффициент усиления (передачи) блока умножения при сигнале на его втором входе, равном нулю.

Такой характеристикой обладают, например блоки умножения, выполненные на нелинейных полупроводниковых сопротивлениях (НПС). Применение таких элементов позволяет упростить схему устройства.

На другой же вход блока умножения

0() подается сигнал K>>(t)= (<) .-. получае-! мый в результате деления 0 (+ ) и Х(1 ) в блоке деления (БД).

Предположим, что в какой-то момент времени B системе наблюдается установившийся процесс X = Х, при этом

0 м () +

Х

Пусть вследствие каких-либо внешних или внутренних возмущений коэффициент усиления (передачи) объекта управления . уменьшился (увеЛичился) на величину

5K .

Если бы в системе не было предлагаемого регулятора, то выходной сигнал

Х при том же самом управляющем воздействии У уменьшился (увеличился) бы на величину аХ =ЬКо . 0

При наличии же регулятора уменьшение (увеличение) величины коэффициента усиления (передачи) объекта управления приводит к лавинообразному увеличению (уменьшению) обратной ей величины— коэффициента усиления (передачи) регулятора, что приводит к восстановлению соотношения Х =X

При исчезновении задающего сигнала

Я(4 ) переключающий элемент 9 переключает контакты и отключает модель системы управления от первого входа блока умножения, подключая к нему через инвертор выход объекта управления. В результате этого система стремится к установившемуся значению, которое имеет

3 93025 объект 5 управпжпи, исполнительное устройство 6, объект 7, инвертор 8 и пер еключ а ющий элеме нт 9.

Любая система автоматического управ ления предназначена для осуществления преобразования входного сигнала g (4 ) в сигнал выхода х (4) в соответствии с алгоритмом функционирования системы.

Если это преобразование модели системы управления 1 предварительно осу- 10 ществить, то ее выходной сигнал Х (t ) будет являться тем эталонным сигналом, к которому должен стремиться выходной сигнал объекта.

В этом случае для выполнения тождества Х (4 ) X () необходимо, что ( бы общий динамический коэффициент усиления (передачи) системы К®=

=К И) К „(+) был в любой момент времени равен единице. 20

Здесь

ub) „, хИ

" ®= () "o3() 083 соответственно динамические коэффициенты усиления (передачи) управляю25 щего устройства и объекта управления, g (4 ) — управляющее воздействие.

Отсюда динамический коэффициент усиления (передачи) управляющего ус ройства должен быть равен

Ку (й= —. оч ()

Таким образом, зная динамический коэффициент усиления (передачи) объек35 та управления, можно определить коэффициент усиления (передачи) управляющего устройства, необходимый .для выполнения алгоритма функционирования.

Система представляет собой вырабатывающий управляющий сигнал 0 () регулятора, выполненный в виде блока умножения, к первому входу которого через контакт переключающего элемента 9, замыкающийся при наличии задаю45 щего сигнала, проводится эталонный сщ нвл X (4 )), а к второму входу - сигнал, определяющий его коэффициент усиления (передачи) К (1 ), который поступает с выхода блока деления, производящего

$0 вычисление этого коэффициента деления величины управляющего воздействия

U (< ) на величину выходного сигнала объекта Х (< ) ..

Таким образом, блок деления в данной системе одновременно выполняет две

$$ функции: осуществляет идентификацию управляемого объекта, т. е. определяет величину K» (t ) и производи опреде9302 место при равенстве входного и выходного сигналов системы, т. е. при Х =О.

Формула изобретени

Самонастраивающаяся система автоматического управления, содержащая модель системы, управления и последовательно 10 соединенные блок умножения, объект управления и блок деления, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с пелью увеличения точности, система содержит инверт ром переключающий элемент, выход ко- 1! торого соединен с первым входом блока умножения, управляющий вход «с входом .

53 6 модели системы управления, второй î с выходом ннвертора, вход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходсм блока умножения, à whoa - с вторым входом блока умножейия.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертж е

1. Аналитические самонастраивающиеся системы автоматического управления.

Под ред. В. B. Солодовникова. М., "Машиностроение, 1965, с. 47 49.

2. Солодовников В. В, Шрамко Л. С.

Расчет и проектирование аналитических самонастраивающихся систем с эталонными моделями. N., Машиностроение, 1972, с. 57, рис. 19 (прототип).

Составитель Г. Нефедова

Редактор Н. Лазаренко Техред Л. Пекарь Корректор Н. Швыдкая

Заказ 3469/62 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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