Релейная система автоматического регулирования

 

(72) Авторы изобретения

В. Н. Дорогов и С. Н. Швайко (71) Заявитель (54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ о

Недостаток известных систем - низкая точносчье

Наиболее близкой к предлагаемой яв.ляется релейная система автоматическо»

ro регулирования, содержащая задатчик, последовательно соединенные первый источник питания, первое реле, первый сумматор, и исполнительный орган, выход которого соединен со входом обьекта, о подключенного выходом к последователь но соединенным ддт:ау, первому элементу сравнения, фильтру и первому функциональному преобразователю, последователь1

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано, например, в оборудовании для автопилотирования летательных аппаратов.

Известны релейные системы автомати- з ческого регулирования, построенные на основе использования инвариантных свойств релейной системы, работающей в колебательном режиме (1) . но соединенные первый задатчик уровня . ограничения, второй элемент сравнения, первый усилитель с переменным коэфф мциентом, первый индикатор, последовательно соединенные генератор, фвзометр, второй функциональный преобразователь, интегратор, последовательно соединенные второй источник. питания, второе реле, второй сумматор, последовательно соединенные второй источник уровня ограничения, третий элемент сравнения, второй . усилитель с переменным коэффициентом, второй индикатор, выход задатчика соединен со вторым входом первого элемента

:сравнения, второй вход первого функционального преобразователя подклкяен к выходу второго элемента сравнения, mo»» рой вход фазометра соединен со вторыми входами первого реле и третьего элемен,та сравнения и с выходом второго функI ционального преобразователяр выходы фазометра, генератора и интегратора соединены соответственно со вторыми входами второго усилителя с переменным коэфКолебания с генератора 15 линеариэу ют характерйстики реле 4 и 1 7.

За счет введения колебаний с генера« тора 15 на вход второго сумматора 24 обеспечиваются условия неизменности общего коэффициента передачи системы.

Сигналом с фаэометра .в соответствие с алгоритмом, рассчитанным иэ условия неизменности фазы колебаний на управ ляющем входе первого реле 4, корректируется коэффициент передачи второго функ» ционального преобразователя 9. Поскопьку числитель передаточной функции цепи иэ параллельно соединенных первого реле 4 и интегратора 6 аналогичен знаменателю передаточной функции линейного объекта первого порядка 1, то в системе обеспечиваются условия инвариантности к изменению постоянной времени объекта 2. Для сохранения неизменным общего коэффици ента передачи разомкнутой:системы сиг» налом с.фазометра в соответствие с об1 ратной зависимостью, реализованной на

3 97433 фициентом, со вторым входом второго сумматора и со вторым входом первого сумматора (2 3 .

Недостатком известной релейной систе мы автоматического регулирования явш « ется ограниченность ее функциональных возможностей при изменении в широком диапазоне параметров линейного обьекта первого порядка. Это вьивано наличием зоны нечувствительности у первого и вто 1й рого реле.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей релейной систе« мы автоматического регулирования.

Эта цель достигается путем дополйительного введения фильтра с переменны-. ми параметрами и последовательно соединенных функционального элемента и третьего усилителя с переменным коэффициентом, второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, а выход» ко второму входу второго реле и ко вторым входам первого усилителя с переменным коэффициентом и второго элемента сравнения, выход фильтра с переменными параметрами соединен со втовьпй входом второго функ ционального преобразователя, а первый и второй входы - соответственно с выходами второго сумматора и третьего элемента сравнения, вход функционального элемента подключен к выходу фазометра.

На чертеже приведена структурная схема релейной системы автоматического регулирования.

Релейная система автоматического регулировайия сьдержнт обьект (например, летательный аппарат) 1, исполнительный орган (например, рулевая маши на) 2, первый сумматор 3, первое реле

:4, первый источник питания 5, интегратор 6, третий элемент сравнения 7, вто.рой задатчик уровня ограничения 8,.второй функциональный преобразователь (например, на операционном усилителе) 9, фазометр 10, фильтр с переменными параметрами (например, на операционном усилителе) 11, второй усилитель с переменным коэффициентом 12, второй индикатор 13, второй сумматор 14, генератор

15, второй источник питания 16, второе реле 17, функциональный элемент (например, на пороговых элементах) 18, первый гсилитель с переменным коэффьм» циентом 19, первый индикатор 20, тре«

И тий усилитель с переменным коэффяциен том 21, первый функциональный преобр » зователь (например, на операционном

5 ф усилителе) 22, второй элемент сравнения (например, пороговый элемент и операционный усилитель) 23, первый задаъчик уровня ограничения 24, фильтр (например, на операционном усилителе) 25, датчик (например, угловой скорости) 26, первый элемент сравнения 27 и эадатчик

28.

Система работает следующим образом.

Регулирующее воздействие на объект

1 осуществляет исполнительный орган 2 в соответствие с сигналами, поступаю. шими на его вход через первый сумма- . тор 3 с сигнального и управляющего входов реле 4.

На сигнальный вход первого реле 4 подается напряжение с первого источника питания 5.

На управляющий вход реле 4 поступает сигнал со второго реле 17 после преобразования во втором сумматоре 14, в фильтре с переменными параметрами 11 и во втором функциональном преобразователе 9. Напряжение на сигнальный вход реле 17 поступает со второго источника питания 16. Сигнал на управляющий вход реле 17 поступает с первого элемента сравнения 27 после. преобразования в фильтре 25, в первом функциональном преобразователе 22 и в третьем усилителе с переменным коэффициентом 21, В первом элементе ср внения. 27 сигнал формируется в вице соотношения или разности сигналов с датчика 26 и эадатчи ка 28.

974335 6 сравнения, фильтру и первому функциональному преобразователю, последовательно соединенные первый задатчик уровня ограничения, второй элемент сравнения, первый усилитедь с переменным коэффициентом, первый индикатор, последователь- . но соединенные генератор, фаэометр, второй функциональный преобразователь, интегратор, последовательно соединенные второй источник питания, второе реле, второй сумматор, последовательно соединенные второй задатчик уровня ограничения, третий элемент сравнения, второй усилитель с переменным коэффициентом, второй индикатор, выход задатчика соединен со вторым входом первого элемента сравнения, второй вход первого функционального преобразователя подключен к выходу второго элемента сравнения, второй вход фазометра соединен со вторыми входами первого реле и третьего элемента сравненйя и с выходом второго функционального преобразователя, выходы фазометра, генератора и интегратора соединены соответственно со вторым входом второго усилителя с переменным коэффициентом, со вторым входом второго сумматора и со вторым входом первого сумматора, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, релейная система дополнительно содержит фильтр с переменными параметрами и последовательно сое» диненные функциональный элемент и тре-, тий усилитель с переменным коэффициентом, второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, а выход .- ко второму входу второго реле и ко вторым входам первого усилителя с. переменным коэффициентом и второго элемента сравнения, выход фильтра с переменными параметрами соединен со вторым входом второго функционального преобразователя, а первый и второй входы - со»

4Ç,ответственно с выходами второго сумма тора и третьего элемента сравнения, выход функционального элемента подключен к выходу фаэометра.

5 функциональном элементе 1 8, корректи руется коэффициент передачи третьего усилителя 21. Таким образом, в релейной системе вь1полняются условия инвариантности к изменению параметров объекта 1. Это свойство позволяет реализовать с помошью индикаторов 13 и 20 выделе- . ние информации соответственно о постоян ной времени и коэффициенте передачи объекта 1. t0

Расширение функциональных воэможностей релейной системы в широком диапазоне измерения параметров объекта 1. достигается за счет устранения влияния зоны нечувствительности реле 4 и 17. ,Пля этого уровень сигналов с задатчиков; ограничения 8. и 24 выбирается равным ьйнимально допустимой амплитуде колебаний на управляющем входе соответственно реле 4 и 17. Сигналы с элементов сравнения 7 и 23, сформированные в результате сравнения сигналов с задатчиков уровня 8 и 24 с текущим значением амплйтуды колебаний на управляющем входе реле 4. и 17, будут только при текущем значении амплитуды колебаний в системе, ниже минимально допустимого уровня. Этими сигналами корректируются соответственно параметры фильтра 1 1 и коэффициент передачи функцио- З© нального преобразователя 22, а для выделения информации о параметрах объекта — коэффициент передачи усилителей

12 и 19.

Фильтр 25 обеспечивает требуемую 35 амплитуду колебаний на управляющем входе реле 17. .Таким образом, в предлагаемом" техническом решении реализовано инвариант ное управление в широком диапазоне из- 40 менения параметров линейного объекта первого порядка. Этим самым, например, улучшаются технико-экономические показатели средств автопилотирования.

Релейная система автоматического регулирования, содержащая задатчик, по щ следовательно соединенные первый источ ник питания, первое реле, первый сумматор и исполнительный орган, выход кота рого соединен со входом объекта; подклю» ченного выходом к последовательно сое- > диненным датчику, первому элементу с

Ф.о р м у л а и э о б р е т е í as

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

М 391533в кл. Ci 05 В 1 1/16э 1973.

2. Авторское свидетельство СССР.Ni 661502, кл. Я 05 В 11/16, 1980 (прототип).

974335

Составитель -В. Кузин

Редактор Н. Горват Техред М. Наць Корректор Н. Бурнк

Заказ 8699/65 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж-38, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП»Патент», г. Ужгород, уа. Проектная, 4