Устройство для компенсации инерционной нелинейности типа насыщения
Союз Советсиик
Социапистичесиик республик
Ой И(= НИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 30.06.82. Бюллетень .% 24 Дата опубликования описания 01.07.82 (53)N. Кл. 505 В 5/01 фкуд«рстюнм6 квмнтвт OCCAM аа два«и «звбрвтвннй н ат«рытнй (53) УДК 62. .50 (088. 8) (72) Авторы изобретения В. К. Стеклов и Н. В. Градобоева Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда СС (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСМХИИ ИНЕР1ХИОННОИ НЕЛИНЕЙНОСТИ ТИПА НА(:ЫШЕНИЯ Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть исполь,зовано в системах, содержащих элементы с непинейностью типа насыщения. В известных устройствах дпя компенcGGRB инерционной нелинейности типа на5 сыщения автоматических систем параллепьно нелинейному элементу с насыщением включаются последовательно соединенные нелинейный блок с зоной нечувс т „, вительности, модель элемента с насыщением и сумматор, второй вход которого соединен с выходом элемента с насыщением (1) . Н едостатком укаэанного устройства является то, что в нем точность компеь сации обеспечивается только прн безынерционном нелинейном элементе насыщения и стационарных параметрах нелинейности. На практике большинство непинейных 2р элементов инерционны. Известно также устройство дпя компенсации инерционной нелинейности типа насыщения, содержащее последовательно 2 соединенные первый алгебраический сумматор, инерционное нелинейное звено с характеристикой типа насыщения и второй сумматор, причем вход устройства через последовательно соединенные модель инерционного звена и репейный элемент соединен с вторым входом второго сумматора, а выход релейного элемента через последовательно соединенные масштабный блок и модель звена, передаточная функция которого обратна передаточной функции инерционного звена, т.е. дифференцируюшее звено, соединен с вторым входом первого алгебраического сумматора (2) . Недостаток известного устройстваснижение точности компенсации при быстроизменяюшихся входных воздействиях вследствие технической сложности точной реализации модепи звена с передаточной функцией, обратной передаточной функции инерционного звена, если инерционное звено имеет порядок выше первого. Создание точной модели поТре3 9403 бовало бы усложнения схемы устройства, что значительно снизило бы помехозащищенность и надежность устройства. 11ель изобретения — повышение точности компенсации инерционной нелинейности типа насыщения независимо от характера входного воздействия. Указанная цель достигается тем, что в устройство для компенсации инерционной нелинейности типа насыщения, содер- тO жащее подключенные к входу устройства первую модель инерционного звена, последовательно соедтшенные первый сумматор, инерционное звено, блок нелинейности н второй сумматор, а также после- 15 доватепьно соединенные репейный элемент и масштабный блок, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, введены вторая модель инерционного звена, интегратор и третий сумматор, рр причем выход второй модели инерционного звена соединен с вторым входом второго сумматора, а вход — с выходом релейного элемента, второй вход которого соедтптен через интегратор с выходом треть- д его сумматора, два входа которого соединены с выходами соответственно первой модсли инерционного звена и второго сумматора. Введение в устройство третьего сум- 5Н матора позволяет измерить ошибку ком- пенсации нелинейности в любой момент времени и благодаря связи выход третьего сумматора — интегратор устанавливать 55 в соответствии с уровнем ограничения нелинейности и характером инерционности, благодаря чему стало возможным исключить из цепи формирования смешения дифференпирующее звено и, таким образом, синхронизировать основной сигнал и сигнал смещения без применения дифференцирующего звена. Кроме того, введение второй модели инерционного авена позволяет синхронизировать основной сиг45 нал с выхода нелинейного элемента и сигнал компенсационного канала, благодаря чему исключаются фазовые искажения при прохождении быстроизменяющегося сигнала, расширяется дп амический диапазон входных сигналов и, следовательно, повышается точность компенсации. На фиг. I изображена структурная схема устроиства дпя компенсации инерционной нелинейности типа насыщения; на фог 2 структурная схеМа репейного 55 элемента. рoйво содри aTo l, инерционное звено 2, блок 3 нелинейнос29 4 ти типа насышения, сумматор 4, первую модель инерционного звена 5, сумматор 6, релейтшй элемент 7, масштабный блок 8, вторую модель инерционного звена 9, интегратор 10, источники 11 и 12 питания, сумматоры 13 и 14, ннвертор 15, делители 16 и 17 напряжения, релейный элемент 18 с характеристикой типа зоны нечувствительности. Устройство работает следующим образом. ВхОднОй сигнал ттроходит пО двум каналам - основному и компенсационному. При большой амплитуде входного сигнала на сумматоре l величина входного сигнала уменьшается на величину смещения, формируемого репейным элементом 7, а на сумматоре 4 восстанавливается благодаря связи репейный элемент 7 — вторая модель инершионного звена 9 — второй вход сумматора 4. Фазовые искажения сигналов исключены, так как на сумматорах происходит сложение сфазнрованных сигналов — на сумматоре 1 суммирук гся сигналы, при прохождении которых нет временных задержек, на сумматоре 4 суммируются два сигнала, временные параметры которых одинаковы и определяются характером инерционности н степенью точности второй модепи инерционного звена. Входной сигнал пос Гупает также через первую модель инерционного звена 5 на сумматор 6, где сравнивается с выходным СИгналом устройства. Выходной сигнал сумматора 6 равен ошибке устройсТВа B через интегратор управляет величиной зоны нечувствительности и уровнем ограничения репей:ного элемента 7. Интегратор имеет постоянную времени намного меньше постоянной времени инерционного звена. Поэтому практически мгновенно устативливак гся параметры релейного элемента в соответствии с параметрами 6noza 3 нелинейности и инеущионного звена 2, тем самым обеспечивая высокую точность компенсации инерционной нелинейности без применения дифференцирующих звеньев, а значит в расширенном диапазоне входных сигналов по частоте. Эксиериментальная проверка подтверждает работоспособность устройства и ее положительные свойства. Положительный эффект llpE испОпьзс ваню: изобретения заключается в повышении точности следяпах систем, в которых содержится нелинейность типа насыщения за счет приближения нелинейной 5 9401 системы к линейной в расширенном динамическом диапазоне входных сигналов., Предлагаемое устройство может быть ис псвпзовано в разомкнутых и замкнутых системах автоматического регулирования, содержаших нелинейность типа насыщения, например в электрических системахэлементы с огрыичением напряжения, в гидравлических системах - элементы с ограничением давления или расхода. 1О Формула изобретения Устройство дпя компенсации инер и- ls ониой нелинейности типа насыщения, содержащее подключенные к входу усгройства первую модепь инерционного звена, последовательно соединенные первый сумматор, инерционное звено, блок нелнней- рр ности R второй сумматор, а также последоватмьно соединенные репейный элемент и м&сзптабный блок, Выход которого цод 29 б ключен к второму входу первого суммато ра> о т л и ч а ю щ е е с я тем, чго, с целью повышения точности устройства при расширенном динамическом диапазоне входных сигналов, в него введеньг вторая модель инерционного звена, интегратор и третий сумматор, щвчем выход второй модели инерционного звена соединен с вторым входом второго сумматора, а вход - c вйходом релейного элемента, второй вход которого соединен через интегратор с выходом третьего суммато» - ра, два входа которого соединены с выходами соответственно первой модеж инерционного звена и второго сумматора. Исгочники информащщ. щжнытые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 344407, xn. G 05 В 5/01, 1970; 2. Стеклов В. К. Компенса щя непинейности типа насыщения. Изв. Вузов. Электромеханика, 1974, № 8, с. 866, рис. 3 б (прототип). 940129 Ь/8/ Составитель В. Грибова Редактор С„ 1<руленииa ТехредЖ.Кастелевич Корректор М. Пожо Заказ 4666/69 Тираж 914 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
