Регулятор с переменной структурой
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<и 993208 (6l ) Дополнительное к ввт. свид-ву (72) Авторы изобретения
Н.В.Сабуров и А.М.Пучков (7l) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
Изобретение относится к устройствам автоматического управления и мо жет найти применение в приборостроении при разработке систем управления объектами при наличии нестационарных внешних возмущений.
Известен регулятор с переменной структурой, включающий s себя каналы формирования непрерывной и дискретной компонент управления, содержащий формирователи сигнала управления и линии переключения, блок сравнения знаков, коммутатор, сумматор и имеет невысокую надежност ь (1 ).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор с переменной структурой, содержащий формирователь сигнала управлен ия, последовательно соединенные формирователь линии переключения, блок сравнения знаков, переключатель и сумматор, второй вход которого соединен с вторым входом бло" ка сравнения знаков и с выходом формирователя сигнала управления, и посгедовательно соединенные источник опорного сигнала и пороговое устройство, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала управления, а выход - с сигнальным входом переключателя (2 ).
Существенным недостатком этого регулятора является невысокая надежность канала формирования дискретной компоненты, обусловленная введением в этот канал двух дискретных звеньев: порогового устройства и переключателя. фактор понижения на15 дежности обуславливается значительным интервалом времени "холостого" срабатывания переключателя при пропускании сигнала управления пороговым
20 устройством (малые сигналы рассогласования), что соответственно уменьшает надежность работы регулятора при отработке нестационарных внешних возмущений.
993208
Цел ь изобретения - повышен ие на-дежности функционирования регуляTope.
Поставленная цель достигается тем, что в регулятор, содержащий формирователь сигнала управления, последовательно соединенные формирователь линии переключения и блок сравнения знаков, последовательно соединенные источник опорного сигнала и порого- 16 вое устройство и последовательно соединенные переключатель и сумматор, второй вход которого соединен с вторым входом блока сравнения знаков и с выходом формирователя сигнала управления, введен усили-ель-инвертор, подключенный выходом к сигнальному входу перекг очателя, а входом — к вторым входам сумматора и порогового устройства, третий вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока сравнения знаков и с управляющим входом переключателя.
Такое формирование регулятора ре, позволяет исключить холостую работу переключателя при 01работке малых сигналов управления (значение сигнала непрерывной компоненты или состояния меньше порогового) и повысить надежность работы при отработке возмущений, обуславливающих превышение сигнала непрерывной компоненты над пороговым значением.
На чертеже представлена блок-схема регулятора.
Регулятор содержит формирователь
1 линии переключения, блок 2 сравнения знаков, формирователь 3 сигнала управления, усилитель-инвертор 4, 40 коммутатор, сумматор 6, пороговое устройство 7, источник 8 опорного сигнала, переключатель 9, фазовые координаты х, х системы регулирования, сигнал S переключения, непрерывную компоненту U, сигнала управления, логические сигналы дискретную компоненту U> си — Hànà управления, сигнал 0 управления, промеI жуточный сигнал U„, опорный сигнал Е. - >О
Формирователь формирует сигнал упРавления непрерывной компоненты, а устройства 1, 2, 4, g - дискретную компоненту посредством переменной структуры. Блоки 7-9 обеспечивают вы-:5 бор режима управления: по непрерывной компоненте или в режиме с переменной структурой.
Регулятор работает следующим образом.
На основе измеряемых фазовых координат х и х системы в формирователе 3 формируется сигнал управления
0 =а„ х +а х, где а, а2 - передаточ4 1 ные коэффициенты, а в формирователе
1 — сигнал функции переключения S= с х +с х, где с и c<=const.
Блоком 2 сравнения знаков формируется логический сигнал 9о в следующем виде: С я/ и U„ a, то (1 «(т- - U 5<О.
Устройст во 7 не пропускает сигнал
Ч при I U1 (
Лискретный сигнал 0 формируется по сигналу U усилителем 4 при
1 следующим образом. Источник 8 опорного сигнала коммутатора задает опорный сигнал Е, исходя из необходимого сочетания управлений, формируемых переменной структурой и структурой с постоянными параметрами для обеспечения оптимального качества работы при отработке малых и больших сигналов: при отработке малых сигналов действует непрерывная компонента, отработка больших сигналов осуществляется переменной структурой в режиме переключения ил и скольжения. 8 пороговом устройстве
7 коммутатора 5 производится оценка модуля сигнала 0 (l х J) с опорным сигналом Е (Е =const, Е > О) и выделение сигнала Фк в зависимости от результатов сравнения:
При I U„)< Е (х I F) пороговое устройство 7 не пропускает сигнал ф т.e g =О, переключатель 9 разомкнут, сигнал U =О, При L„(g (jx I) 7I Е) пороговое устройство 7 пропускает в соответствии с (2) сигнал lf, переключатель
9 замыкается при = =1 и в этом о случае 0 = J,, ( где U =-К0 ; передаточный коэффициент усилителя-инвертора 4, При 9 =Ч =0, переключатель 9 разомкнут и U Таким образом в режиме при I U (l x I Е) изменение сигнала ана5 9932 логично изменению сигнала Че в соответствии с (1), т.е. дальнейшеепрохождение сигнала U„oáóñëàâëèâà4 ется переменной структурой. Сумматор б формирует выходной сигнал управления(на основе сигналов U и U т.е. 6 =U +U (Ъ) Таким образом, при малых значениях сигнала l О ((х () осуществляется режим управления без переклю10 чения управленияо =0 и может быть адаптивным - с изменением параметров а а или неадаптивным, но со знаг/ >,р чениями этих параметров, обеспечивающими у ст ой ч ивост ь при имеющемся диапазоне нестационарных динамических коэффициентов объекта. При l ц„)7i Е (lх (TEE) регулятор обеспечивает выбор управления с режимом переменной структуры, 0„(1-к) м х Сигнал (воздействует на исполнительные органы объекта. 25 Предлагаемый регулятор, по сравнению с известными позволяет упростить канал дискретной компоненты, исключает "холостую" работу переключателя, так как исключается его коммутация при I 0 )(Е (1 х J(Г) и за счет 6 этого обладает более высокой надежностьюе формула изобретения регулятор е переменной структурой, содержащий формирователь сигнала управления, последовательно соединенные формирователь линии переключения и блок сравнения знаков, последовательно соединенные источник опорного сигнала и пороговое устройство и последовательно соединеннЫе переключатель и сумматор, второй вход которого соединен с вторым входом блока сравнения знаков и с выходом формирователя сигнала управления, отличающийся тем,что> с целью повышения надежности, регулятор содержит усилитель-инвертор, подключенный выходом к сигнальному входу переключателя, а входом - к вторым входам сумматора и порогового устройства, третий вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока сравнения знаков и с управляющим входом переключателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 551609, кл. G 05 В 13/02, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР « заявке Н 282257 1/ 18-24,кл. G 05 В 13/02,1980 (прототип).
