Нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с переменной структурой

 

О П И С А Н И Е,943641

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокол Советсник

Социаиистичесник республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву ¹ 742874 (51)M. Кл.

005 В 13/02 (22) Заявлено 30.03.79 (21) 2743772/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

РкуларотееииЫ комитет

CCCt ио йелам изооретеиий и оирмтий

Опубликовано l5.07.82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15.07.82 (53) УДК62-50 (088. 8) 1

E. Г. Жанжеров и В. Г. Некрасов

f f Э

:ТХ11 Щ!,,»;

S 1, 1 L!1 5 (72) Авторы изобретения (71 ) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к системам автоматического управления с переменной структурой.

По основному авт. св. № 742874 известно устройство, которое содержит

5 последовательно соединенные первый сумматор, блок изменения структуры, первый коммутатор, первый усилитель, второй коммутатор и второй сумматор, а также второй усилитель и последовательно соединенные низкочастотный фптьтр и первый интегратор, нелинейный элемент с зоной нечувс;.гвительности, причем вход второго усилителя соепннен с вторым выходом первого коммутатора, а выход — с вторыми входам второго сумматора второго коммутатора, третий, вход второго коммутатора соединен с первым входом первого сумматора, четвертый вход» с выходом первого сумма- 2о тора, второй выход с вторым входом второго сумматора, третий и четвергый выходы - с третьим и четвертым входами первого сумматора соответственно, 2 вторые входы первого сумматора, блока изменения структуры и первого коммутатора соединенъ со входом устройства, второй вход нелинейного элемента с зоной нечувствительности соединен с выходом второго сумматора, а вход низкочастотного ф льтра соединен с вторым входом первого сумматора.

Данное устройство позволяет изменять характеристики закона управления в продессе регулирования, что дает возMoKHocTI восстанавливать B системе скользяший режим при его срыве, а также позволяет уменьшить медленно менятощутося составлятощуто cEp?IBJIB oIKHGKII и TBM самым увишчить точность систе» мы «1) .

Однако существенное увеличение точносч .и системы, т.е. сведение медленно меняюшейся составлятощей до нуля, осуществляется только при постоянном во времени возмущакицем воздействии, приложенном к системе.

3 043041 4

Если же возмущающее воздействие изменяется во времени, то медленно меняющаяся сосгавляюшая уменьшается до некоторого значения, зависящего от скорости изменения возмущения.

Цель изобретения - увеличение точности системы Iqm действии на систему иэменяюицнхся во времени возмущений.

Поставленная пель достигается тем, что устройство дополнительно содержит последовательно соединенные второй интегратор и третий сумматор, причем вход второго интегратора соединен с выходом первого интегратора и с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом нелинейного элемента с зоной нечувствительнооти.

На чертеже представлена блок-схема

CTPO ACTBG

Устройство содержит первый сумматор 1, блок изменения структуры 2, первый коммутатор 3, усилители 4 и 5, второй суьжатор 6, второй коммутатор

7, низкочастотный фильтр 8, первый интегратор 9, нелинейный элемент с зоной нечувствительности 10, второй интегратор 11, третий сумматор 12.

Устройство рабс гает следуюиям образом, На первый сумматор 1, формируюший функцию переключения,. подается сигнал. сшибки и ее первой производной и сигнал с выхода усилителя 4 и 5 через второй коммутатор 7 в зависимости от состояния первого коммутатора 3. Блок

2 изменения структуры на основе информации о знаках сигнала ошибки и сигнала функции переключения с помощью первого коммутатора 3 изменяет структуру системы, изменяя выходное воздействие по сигналу ошибки, получаемое на выходе второго сумматора 6.

Функция переключения формируется как линейная комбинация сигналов ошибки и ее производной и сигнала с выхода одного из усилителей в зависимости от состояния первого коммутатора 3. Эти сигналы берутся с определенными весовыми коэффициентами, которые изменяются при отсутствии и наличии в системе скользящего режима. Работа второго коммутатора 7 заключается в том, что он распознает наличие или отсутствие в системе скользящего режима. Жо делается на основе анализа сигнала функ, ции переключения, который в скользицем режиме является высокочастотным. Частота переключения зависит только от

35

5

1О

25, характеристик блока 2 изменения структуры и первого коммутатора 3 и может достигать больших значений. Исполнительные цепи второго коммутаторе 7 щи наличии высокочастотного режима находятся в одном устойчивом состоянии, а при его отсутствии — в другом.

Таким образом, при существовании в системе скользящего режима второй коммутатор 7 подключает к первому 1 и второму 6 сумматорам сигнал, comветствующий одним значениям сигнала ошибки и ее производной, а при его отсутствии — другим значениям, изменяя частотньre характеристики корректирующего устройства в целом и фазовые соотношения функции переключения. Фазовые соотношения функции переключения изменяк тся так, чтобы в системе всегда существовал скользящий режим.

Низкочастотный фильтр 8 выделяет ,медленно меняккцуюся составляющую сигнала ошибки, которая поступает на последовательно соединенные первый 9 и второй 1 1 интеграторы, выходные сигналы которых суммируются в третьем сумматоре 12. Сигнал с выхода третьего сумматора 12 подается на первый вход нелинейного элемента с зоной нечувствительности 10, в результате чего происходит регулирование зоны нечувствительности в соответствии с алгоритмом где Ьо "о - начальное и текущее значение зоны нечувствительности; (- медленно меняющаяся составляющая сигнала ошибки., Регулирование зоны нечувствительности нелинейного элемента приводит к изменению его статической характеристики, в результате чего происходит уменьшение медленно меняющейся составляющей до нуля как при постоянном, так и при линейно изменяющемся возмущающем воздействии, прщтоженном к системе.

Таким образом, дополнительное введение второго интегратора и третьего сумматора позвопяет свести к нулю медленно меняккцуюся составляющую сигнала ошибки не только при постоянном, íî H IIpH линейно изменяющемся возмущающем воздействии и тем самым существенно (в пять раз) увеличить точность системы.

5 943841 6

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я причем вход второго интегратора coepgR с выходом иервого интегратора

Нелинейное корректирующее устрой-- с вторым входом третьего суьжатора, ство для систем автоматического управ выход которого соединен с первым вхо ления с переменной структурой по авт. s дом нелинейного элемента с зоной неcs. Ж 742874, о т л и ч а ю щ е е - чувствительности. с я тем, что, с целью увеличения точнос- Источники ин"ац

Э ти системы при действия на систему принятые во внимание tryer экспертизе изменякяцнхся во времени возмущений, 1. Авторское свидетельство СССР оно содержит последовательно соединен- tO. $ 742874, кл. Ci05 В 13/02, 1979 ные второй интегратор и третий сумматор, (прототип).

Составитель Г. Нефедова

Редактор Л. Авраменко Техред M. Рейвес Корректор М. Коста

Заказ 5105/52 Тираж 914 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