Система терминального управления упругим объектом

ОЮЗ СОВЕТСНИ 1ОЦИАЛИСТИЧЕСНИ СПУБЛИК 1434403 05 ЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТ ГО УПРАВЛЕся к систем им объавления в, т,е. угими мам уобъекыми уп испольэов угих объектов ем энергии уп ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗ(56) Авторское свидетельство ССУ 1124732, кл, С 05 В 13/00, 19(54) системА теРминАльНИЯ УПРУГИМ ОБЪЕКТОМ(57) Изобретение отностерминального управлениектом, а именно к систдвижением динамическихобъектов с присоединенэлементамй, и может бына для стабилизации упс минимальным накоплени ругих колебанийЦелью изобретения является увеличение быстродействия системы в режиме стабилизации за счет снижения возмущающего влияния колебаний упругих элементов конструкции, а также повышение точности системы. Система терминального управления упругим объектом содержит объект 1 управления, блок исполнительных органов 2,датчик угла 3, датчик скорости 4, задатчик положения 5, блок сравнения б, блок 7 формирования линий переключения, блок 8 формирования условий переключения, управляющий автомат 9, первый 1 О, второй 11 и третий 12 блоки формирования линейного сигнала, блок 13 форЯ мирования управления и блок 14 терминального управления. 7 ил.мированця линейных сигналов первый, второй и третий выходы управляющего автомата соединены соответственно с входами первого, второго и третьего блоков Формирования линеиных сигналов,.М5 а четвертый и пятый выходы управляютего автомата соединены соответствен,но с четвертым и пятым входами блока терминального управления, первый, второй и третий входы блока формирования управления подкясчены соответственно к вторым выходам первого, второго и третьего блоков формирования линейного сигнала четвертый вход блока Формирования управления соединен с выходом блока терминального управления,пятый ишестой входы - соот ветственно с вторым и шестым выходами управляющего автомата, седьмой . вход - с выходом задатчика положения.- 2. Система терминального управления по п,1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что блок Формирования линейного 25 сигнала содержит генератор линейного напряжения, инвертор, настраиваемый индикатор уровня и настраиваемый делитель напряжения, при этом вход блока формирования линейного сигнала со единен с первым и через инвертор с вторым входами генератора линейного напряжения, выход которого через настраиваемый индикатор уровня соеди" нен с первым выходом блока Форьарова- . ния линейного сигнала, а через настраиваемый делитель напряжения - с вторым выходом блока Формирования линейного сигнала.3. Система терминального управле О ния по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что блок Формирования линий переключения содержит формирователь модуля сигнала, множитель, первый, второй., третий и четвертый настраиваемые 4 усилители напряжения, релейный элемент, первый, второй и третий наст. раиваемые делители напряжения а также первый, второй, третий и четвертый сумлаторы, при этом первый вход блока формирования линий переключения соединен с первым входом и через формирователь модуля сигнала с вторыми входами множителя, с входом третьего и входом четвертого настраиваемых усилителей напряжения, второй вход блока формирования линий переключения соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого сумматоров третий вход блока формирования линий переключения через релейный элемент соединен с входами первого, второго и третьего настраиваемых делителей напряжения, выходы которых соединены с вторыми инвертирующими входами второго, третьего и четвертого сумматоров, выход множителя соединен с входами первого и второго настраиваемых усилителей напряжения, выход первого настраиваемого усилителя напряжения подключен к второму входу первого сумматора, а выход второго настраиваемого усилителя напряжения подключен к третьим входам второго, третьего и четвертого сумма".торов, выходы третьего и четвертого настраиваемых усилителей напряжения подключены соответственно к четвер".тым входам третьего и четвертого сумматоров, выходы первого, второго, третьего и четвертого сумматоров соединены соответственно с первым, вторым третьим и четвертьпл выходами блока Формирования линий переключения,ч. Система терминального управления по п,1 о т л и ч а ю щ а я с я тем, чтс блок формирования условий переключения содержит первый и второй формирователи модуля сигнала, : первого по пятый множители, первый, второй, и третий индикаторы уровня,с перюго по пятый релейные элементы, элемент ИЛИ, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И, элемент И-НЕ, при этом первый, второй, тоетий, четвертый и седьмой входы блока формирования условий переключения сое динены соответственно с первыми входами четвертого, третьего, второго, первого и пятого мноящтелей, шестой вход - с вторыми входами с первого по пятый множителей и входом второго Формирователя модуля сигнала, а пятый вход - с входом первого формирователя модуля сигнала, выход первого формиро. вателя модуля сигнала связан с входами первого и второго индикаторов уровня, а вход третьего индикатора уровня связан с выходом второго формирователя модуля сигнала, выход пер- вого, второго, третьего, четвертого и пятого множителей соединены соответственно с входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого репейных элементов, выход первого индикатора уровня подключен к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу ко 9 43440330 55 торого подключен выход первого релейного элемента, выходы второго и третьего релейных элементов соединены соответственно с входами первого и вто 5 рого инверторов, выход четвертого релейного элемента подключен к первому входу первого элемента И, выход пятого релейного элемента подключен к второму входу первого элемента И и 10 первому входу элемента И-НЕ, к второму входу которого подключен выход третьего индикатора уровня, выход элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход 15 которого связан с выходам второго индикатора уровня, выход второго элемента И соединен с первым выходом блока формирования условий переключения, выход первого элемента И - с вторым выходом, выход второго инвертора - с третьим выходом, выход первого инвертора - с четвертым вьмодом и выход элемента ИЛИ - с пятым выходом блока формирования условий переключе ния5. Система терминального управления по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что управляющий автомат содержит с первого по десятый элементы ИЛИ, с первого по седьмой триггеры, причем первый вход управляющего автомата соединен с первыми входами восьмого и седьмого элементов ИЛИ, второй вход - с первым входом седьмого триггера и вторым входом седьмого элемента ИЛИ, третий вход - с первыми входами пятого и шестого элементов ИЛИ, четвертый вход - с первыми входами третьего и четвертого 40 элементов ИЛИ и первым входом пятого триггера, пятый вход - с первыми вхо-. дами первого и второго элементов ИЛИ и первым входом третьего триггера, шестой вход - с первым входом второ го триггера и вторым входом первого элемента ИЛИ, седьмой вход - с вторыми входами третьего элемента ИЛИ и первым входом четвертого триггера, восьмой вход - с вторыми входами пятого и шестого элементов ИЛИ, а девятый вход управляющего автомата соединен с первым входом первого триггера, вторыми входами второго, четвертого и восьмого элементов ИЛИ, а также третьими входами третьего, пятого и седьмого элементов ИЛИ, выходы с первого по шестой и восьмого элементов ИЛИ подключены соответственно к вторым входам с первого по седьмойтриггеров, вьмод седьмого элементаИЛИ связан с третьим входом шестоготриггера, выход девятого элементаИЛИ подключен к третьему входу третьего триггера, а выход десятого элемента ИЛИ подключен к третьему входупятого триггера,первый выход управляющего автомата соединен с вьмодомпервого триггера, третьим входомвторого триггера и первым входом девятого элемента ИЛИ, второй выход -с выходом третьего триггера, третьим входом четвертого триггера и первым входом десятого элемента ИЛИ, тре.тий выход - с выходом пятого триггера и первым входом шестого триггера,четвертый выход - с выходом седьмоготриггера, пятый выход - с выходомшестого триггера и третьим входомседьмого триггера, шестой выход управляющего автомата связан с выходомвторого триггера и вторым входом девятого элемента ИЛИ, выход четвертого триггера подключен к второму входу десятого элемента ИЛИ,6. Система терминального управления по п,1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что блок формирования управления содержит первый и второй релейные элементы, элемент ИЛИ, первый,второй и третий множители, сумматор,инвертор, первый, второй и третийключи, при этом первый, второй и третий входы блока формирования управления связаны с первыми входами первого,второго и третьего множителей, четвертый вход подключен к первому входусумматора, пятый и шестой входы - кпервому и второму входам элементаИЛИ, седьмой вход блока формированияуправления соединен с входом первогорелейного элемента, выход которогосвязан с вторыми входами первого,второго и третьего множителей и первым входом первого ключа, второйвход первого ключа соединен с выходом элемента ИЛИ, выходы первого, второго и третьего множителей, а такжевыход первого ключа подключены соответственно к второму, третьему, четвертому и пятому входу сумматора,выход которого связан с входом второго релейного элемента и первымивходами второго и третьего ключей,выход второго релейного элементасвязан с вторым входом второго ключаи через инвертор с вторым входомтретьего ключа, выходы второго и третьего ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формирования управления.7. Система терминального управления по п.1, отличающаяся тем, что блок терминального управления содержит первый и второй множители, первый, второй и третий формиро О ватели модуля. сигнала, первый и второй сумматоры, с первого по шестой ключи, первый и второй усилители первый и второй релейные элементы, делитель, инвертор и источник посто янного напряжения, при этом первый вход блока терминального управления подключен к первому и второму входам первого множителя, второй вход - к входу первого формирователя модуля 2 О сигнала, третий вход - к входу второго релейного элемента, четвертый вход - к первому входу третьего ключа, пятый вход блока терминального управления подключен к первым входам 25 первого, второго и четвертого ключей, выход первого множителя сЬединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого ключа второй вход первого ЗО ключа связан с первым выходом источника постоянного напряжения, второй выход которого подключен к второму входу второго ключа, выход второго ключасоединен с первым входом второго сум"матора, второй вход которого соединенс выходом первого формирователя модуля сигнала, а выход второго сумматора связан с входами второго формирователя модуля сигнала и первого релейного элемента, выход первого сумматора подключен к входам первого и второго усилителей, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертой ключей, выходы третьего и четвертого ключей соединены с первым входомделителя,к второму входу которого подключен выход второго формирователя модуля сигнала, выход первого релейного элемента соединен с первым входом пятого ключа ичерез инвертор с первым входом шестого ключа, выход второго релейногоэлемента соединен с вторым входом шестого ключа и первым входом второгомножителя, второй вход которого подключен к выходу делителя, а выходвторого множителя соединен с вторымвходом пятого ключа, выходы пятогои шестого ключей подключены к выходублока терминального управления.1434403 Составитель В,ХромоТехред М.Ходанпч Пилипенк дактор И.Горва орректор 66 Подпис каэ 5552/49 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж ВНИИПИ Гасу по делам 113035, Москваарственного к изобретений и Ж, Раушск митета СССРоткрытийя наб д, 41434403 тый 39 множители, первый 40, второй41 и третий 42 индикаторь 1 уровня, первый 43 второй 44, третий 45, четвертый 46 и пятый 47 релейные элементы,элемент ИЛИ 48, первый 49, второй 50инверторы, первый 51 и второй 52 элементы И, элемент И-НЕ 53.Управляющий автомат 9 представленный на Фиг.4, содержит первый 54,второй 55, третий 56, четвертый 57,пятый 58, шестой 59, седьмой 60,восьмой 61, девятый 62 и десятый 63элементы ИЛИ, первый 64, второй 65,третий 66, четвертый 67, пятый 68,шестой 69 и седьмой 70 триггеры,Блок Формирования управления 13,представленный на фиг,5, содержитпервый 71 и второй 72 релейные элементы, элемент ИЛИ /3, первый 74, второй 75 и третий 76 множители, сумматор 77, инвертор 78 первый 79,второй 80 и третий 81 ключи,Блок терминального управления 14,представленный на фиг.б, содержит пер.вый 82 и второй 83 множители, первый84, второй 85 и третий 86 формирователи модуля сигнала, первый 87 и второй 88 сумматоры, первый 89, второй90, третий 91, четвертый 92, пятый93 и шестой 94 ключи, первый 95 ивторой 96 усилители, первый 97 и второй 98 релейные элементы, делитель99, инвертор 100, источник постоянного напряжения 101.Колебания присоединенных упругодеформируемых элементов (УДЭ) конструкции объекта управления являютсяполимодальными, В этом случае наиболее. качественное управление объектом может быть получено при плавномизменении величины нагружающего воздействия, Строгий перевод всех осцилляторов в стационарные положения возможен лишь при устремлении временинагружения в бесконечность, При использовании наиболее простого в реализации линейного закона изменениянагружающего воздействия строго встационарное положение может бытьпереведен один наиболее низкочастотный или наиболее важный тон упругих колебаний, а для остальных приэтом создаются более мягкие условиянагружения, Процесс нарастания нагружающего воздействия должен быть закончен строго за время, равное периоду колебаний управляемой гармоники:Т=2 Чи, где ы- круговая частота Изобретение относится к системамуправления движением динамическихобъектов, а именно объектов с присоединенными упругими элементами и моф 5жет быть использовано для стабилизации упругих объектов с минимальнымнаполнением энергии упругих колебании аЦелью изобретения является увеличение бьстродействия системы в режиме стабилизации за счет сниженияуровня возмущающего влияния колебаний упругих элементов конструкции,а также повышение точности управления,На Фиг,1 представлена функциональная схема системы терминального управления; на фиг,2 - блок формирований линий переключений; на фиг.З - 20блок формирования условий переключений; на Фиг.4 - управляющий автомат на Фиг,5 - блок, формирования управления; на фиг.б - блок терминального управления; на Фиг,7фазовые портреты движения системы,Система терминального управленияупругим объектом, представленная нафиг,1, содержит объект управления 1,блок исполнительных органон 2, датчик угла 3, датчик сковости 4. задатчик положения 5, блок сравнения 6,блок формирования линий переключения7, блок формирования условий перекл;чения 8,. управляющий автомат 9, первый 10, второй 11, третий 12 блокиформирования линейного сигнала, блокФормирования управления 13; блок терминального управления 14,Блоки Формирования линейного сигнала 10 - 12 содержат генератор линейного напряжения 15, первый инвертор16, настраиваемый индикатор уровня 17;настраиваемый делитель напряжения 18Блок 7 формирования линий переключения, представленный на фиг,2, содержит первый Формирователь модуля сигнала 19, первый множитель 20, первый,второй, третий и четвертый настраиваемые усилители напряжения 21-24, первый релейный элемент 25, второй, третий и четвертый настраиваемые делители напряжения 26-28, первый, второйтретий и четвертый сумматоры 29-32,Блок 8 Формирования условий перек-;5лючения, представленный на Фиг,3, содержит первый 33 и второй 34 Формирователи модуля сигнала,. первый 35 второй 36, третий 37, четверть 1 й 38 и пя1434403 Переходя к фазовым координатам х,=х,ха=к, запишем уравнение (1) в виде сис-темы;х +хгГ+ (05 ЧаСгг ф я 5) з 18 п (х) = 0; собственных колебаний, В более общемспучае время окончания переходногопроцесса может быть кратно целомучислу периодов, т. е. Тн =21 Тг/Ш, где1 с=1,2Характерной чертой предлагаемогоалгоритма управления является отсутствие необходимости использованиятекущей информации об упругих колебаниях УДЭ,Динамика объекта может быть описана следующим уравнением:х = Чн ц9(1)5где х(г.) - фазовая координата объекта управления;+н = к Ы - постоянный параметр, определяющий влияние упругого элемен 20та, находящегося в стационарном положении, на динамику объекта управления (тверцого тала), Ы е 0,1;Ч - максимальное значение управляющего ускорения, создаваемогоисполнительными органами; .К=сопзС "параметр, определяющийзапас мощности исполнительных органов для компенсации возникающих координатно-параметрических возмущений на этапах терминального управления;Ч - абсолютное значение номинального управляющего ускорения, создаваемого исполнительными органами;ц(г.) - управляющий параметр1 ц(Е) 6 1,Коэффициент Ы вычисляется из условия, определяющего стационарное положение УДЭ. В случае учета одноготона колебаний с имеет вид:щигде ц - коэффициент взаимовлияниядинамики твердого тела и осциллятора (конструктивный параметр);ш - приведенная масса осциллятора;И - циклическая частота колебанийупругого элемента,О ГХ 1 = хгх г Чнц(") (2)Требуется перевести объект (2) изпервоначального положения х,(0) =х,х г(О) =0 в конечное -х,(г;)а Ях (г.)С 1 г, где Я г г 0 - параметры,определяющие требуемую точность приведения объекта (твердого тела) в началокоординат за конечное время и приэтом обеспечить минимальное накопление энергии упругой системой,Формирование структуры управления,Участок разгона объекта должен содержать этапы (фиг.8): набора по линейному закону величины управляющегоускорения от нулевого до номинальногозначения; движения с постоянным управляющим ускорением; сброса управляющего ускорения от номинального значениядо нулевого,Если на процесс управления наложено ограничение на максимально допустимую скорость объекта хг 1 Ч тодолжен быть предусмотрен участок движения о постоянной скоростью:ц(й) =О, х= -Ч,здцп(х.г)При торможении должны быть предусмотрены этапы;набора по линейному закону величины тормозного управляющегоускорения до номинального значения;движения с постоянным управляющим ускорением до пересечения изображающейточкой линии переключения, попадающейв начало координат фазовой плоскости;точного приведения со сбросом величины управляющего ускорения до нуляпо линейному закону.При определенных условиях могутпропускаться участки У 2, 4 и 7.Формирование линий переключенияуправления с участка на участок, Рассмотрим условия переключения с участка У 6 на участок У 7. Пусть управление на участке У 7 меняется по законуаг,( ):(1- - ) зхр 1 (х ), где а " скокрость уменьшения величины управляюего ускорения,Тогда процесс движения объекта (2)на завершающем участке управления спопаданием в начало координат фазовойплоскости может быть представлен системой алгебраических уравнений:(х,х) " текущая фазовая точка по"ложения объекта.Разрешим второе уравнение системы (3) относительно неизвестного параметра а.Имеем а(х,х )=0,5 Ч /х 1, Подставляя полученйый результат в первое 10 уравнение системы (3), получим уравнение линии переключения3,(х,х Ч)=х,+-хх./ЧщО. (4)Если время, за которое должен быть 15 осуществлен процесс сброса величины управляющего ускорения до нуля, определено и равно Тс, то координаты точки, лежащей на линии переключения1 =О, в которую должно быть предвари тельно переведена изображающая точка, определяются в виде;1У - 6 н Тс вБп (хо ) в05 Чн Тс вдВп (х о) (5)Получим аналитические выражения, описывающие линии переключения участков У 2 - В 3, Ф 3 - В 5, Р 5 - У 6, при их непрерывном следовании друг за другом (пропущен участок Ф 4, т.е, 30 отсутствует ограничение на скорость движения объекта). Для этого запишем решение задачи Коши уравнений движения твердого тела на рассматриваемых участках:35иУ, =У+в.Тн+05 ЧнТнв.Кп (х,о ) 1в:в + ЧТнвЦп (х, );у =у +я,Т+- ЧТвх 8 п (х) (6)к-я +0,5 ЧнГ вцп (ха) ф 401нгу =у+вТ,1- ", ЧТ в ц,п (х, )в =24-0,5 ЧнТн вдКп (хо )где (у 2),(у,.в(уЗ з(у,) - , точки окончания соответственно шестого, пятого, третьего и второго участков управления.Разрешая первую пару уравнения системы (б) с учетом (5) относительно Т, получим линию переключения на шестой участок управленияЬ(х 1 эхэЧнвТс)=х 1+Ор 5 х 1 х 1 / Ч, -ЧнТс вЮп (х ) (7)Подставляя в (7) соотношения из второй лары уравнений системы (6)получим линию переключения на пятый участок управления:1(хх,Чн Тс, Тн) =х,+0,5 х 1 х 1/Ч н+ +0,5 хГн 24 (Тс Тн) вд 8 п (х,.) (8)г, ЧнПодставляя в (8) соотношения из третьей пары уравнений системы (б), получим линию переключения на третий участок управления. Для синтеза регулятора в форме логической обратной связи составим таблицу логических условий перехода на характерные участки фазовой траектории. Б таблице приняты следующие обозначения:О1- логическая индикаторнаяФункция 1, если- истинно;В е 1= 1 0, если- ложно; Р:о7 Т, (10)ТнГсоответственно моменты наОф 1 фчала управления и выполнения логических условий перехода 11 2 и Ф 4.1434403 Переходыс участкана участокуправления Логические условия перехода ЕЬ 3=Ч ЕМ=Е ,1: 1ц 1,1:ч е,1:9 Р 23 = 1ЕД= 1 Ч вИ,1= 1ЕМ= 1 Ч ЕЩ= 1 1 - 2 2 - ф" 3 3 -4 4 - ф 5 5 - " 6 6 -7 7 -конецуправления 30 50 55 Управления на участках У 1-5 долж . 25 ны соответственно иметь следующий вид:ц (Г)- -- вз.8 п (х );й-о1 О фо 2= воп (х 1 о )й п,- -11- --в 8 п (х);нц(С)=0; (12)1-й 2и(с) = Т " вьИп (х 1 о )На участках У 6 и 7 целесообразно использовать терминальные законы управления с целью повышения точности управления объектом в условиях действующих координатно-параметрических возмущений. 40Терминальное управление на этих участках в общем виде можно представить следующим образом;х 2 -а;и (с)= р ---- в 1 рп (х ) 0 х,1 -1 х, -Ь1 о 1 "- Ь ) 03 +в 1 П (х щ) (1- Ех,1- (13)0),где 1 = 6,7;12р:Чи -ь 2 "ф " 3 Ч+нг.а =0,25 Ч н Тс, а =0;Ь = - Чя Т,; Ь 1=0.2,Предлагаемый алгоритм управленияцелесообразно использовать при х)Ч я (Тс+16 Тн) и Ч Ъ Ч н Т, поскольку при невыполнении первого условия нарушается логика работы алгорит" ма, а при невыполнении второго ухудшается управление упругим элементом.Управление движением объекта с присоединенными УДЭ (перевод из начального положения в конечное) с малым накоплением энергии упругой системой в соответствии с описанной методикой реализуется устройством, представленным на фиг.1 в следующем порядке,Текущее значение координаты х 1 снимается с выхода датчика 3, а текущее зйачение скорости х 2 - с выхода датчика скорости 4. Сигнал, пропорциональный х, снимается с задатчика положения 5. На выходе блока сравнения 6 формируется сигнал рассогласования по положению, На выходах- 4 блока 7 формируются соответственно величины Л Лг, Д, и Я . На выходах 1 - 5 блока 8 формируются соот-, ветственно величины Е 43, ВС "а) а Е (41, ЕГ3 и В 4,3. На выходах 1 - 3 управляющего автомата 9 формируются разрешающие сигналы на подключение соответствующих блоков формирования линейных сигналов 1 О, 11 и 12, на выходах 4 и 5 - сигналы управления ключами блока терминального управления 14, а сигналы со 2 и 6 выходов, кроме того, управляют ключом блока формирования управления 13. На первых выходах первого 10, второго 11 итретьего 12 блоков формирования линейных сигналов Формируются соответственно сигналы, пропорциональные зе 1-1 о -11 -С 2личинам -"- , -=- и -- , а на 5ТнНвторых выходах - сигналы завершенияформирования линейных сигналов, Навыходе блока терминального управления14 формируется либо значение управления о , либо и (в зависимости отсигналов, снимаемых с четвертого ипятого выходов управляющего автомата)На выходах блока формирования управления 13 формируются сигналы управления разной полярности (с выхода 1снимается только отрицательньй сигналс выхода 2 " положительный),Устройство работает следующим образом. 20При необходимости перевести объектс присоединенными УДЭ из начальногоположения в конечное (из состоянияпокоя в состояние покоя) подаетсяразрешающий сигнал на управляющий 25вход системы, Этот сигнал поступаетна шестой вход управляющего автомата9 и переводит систему в режим Функционирования, Сигналы с выходов датчика скорости 4, блока сравнения 6 и 30задатчика положения 5 подаются соответственно на первый, второй и третий входы блока 7 и блока терминаль-.ного управления 14, а также на пятый,шестой и седьмой входы блока 8, Навыходах блока 7 формируются сигналыпропорциональные,значениям Л,и 1 согласно формулам (4),(7), (8) и (9) и поступают на первыечетыре входа блока 3 Блок 8 реалиэует текущие значения логических условий перехода, На его выходах Формируются сигналы 8151 з 8л у 813,196 4 3, и 9 4,(см. (11) и поступаютна первые пять входов, управляющего ав 45томата 9, Управляющий автомат 9 осуществляет последовательное включениеблоков формирования линейных сигналов10 - 12 и блока терминального управления 14 в зависимости от выполнениялогических условий переходов(таблицаи Фиг,7 ). На выходе блока терминального управления формируются последовательно сигналы, пропорциональные,ц ь и осогласно Формуле (13), Сигна лы соответственно с первых выходовпервого 10, второго 11 и третьего 12блоков Формирования линейных сигналов, с выхода блока терминального упразления 14, со второго и шестого выходок управляющего автомата 9, а также с выхода задатчнка положения 5 поступают на входы блока формированияуправления 13, который реализует управления ц, в .и согласно Формулам(12) и в зависимости от знака сигнала подключает свои соответствующие выходы ко входам блока исполнительныхорганов 2,Блок 7 формирования линий перекгпочения работает следующим образомСигнал пропорциональный х 2 поступает на входы формирователя модуля19, усилителей 23 и 24 и на второйвход множителя 20, на первый вход которого подается сигнал с выхода Формирователя модуля, пропорциональныйх 21, Сигнал пропорциональный х ,поступает на первые входы сумматоров29, 30, 31 и 32, Сигнал, пропорциональнь.й хо, поступает на вход релейного элемента 25, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный эмап ,(х, ), и подается навходы делителей напряжения 26 - 28.Сигнал с выхода множителя 20, пропорциональный х 1 х 21, подается навходы усилителей 21 и 22, на выходахкоторых Формируются соответственносигналы пропорциональные 2/3 х 21 х 21/ н и 0., 5 х 21 х,1/1 При этом сигналс выхода усилителя 21 поступает навторой вход сумматора 29, а сигнал свыхода усилителя 22 - на третьи входы сумматоров 30 - 32. На выходах делителей 26 - 28 Формируются соответственно сигналы пропорциональные зе 1 + 12личинам -4 к Т,эОп (х 1 с) 24 н(ТсТ) э 1 р (х о) и 4 Ч (Т +16 Т )эоп (х, ), подаются на инзерсчыеНвходы сумматоров 30 - 32, На выходахусилителеи 23 и 24 Формируются соответственно сигналы, пропорциональныевеличинам 0,5 х 2 Т и 2 хлТ, н подаются на четвертые входы сумматоров31 и 32, На выходах сумматоров 2932 формируются соответственно сигналы, пропорциональные Ъ, Д; , Л ир, (Формулы (4) (7) - (9,Блок 8 формирования условий переключения работает следующим образом,Сигналы, пропорциональные х,1 ои Лл, поступают соответственно на первые входы множителей 39, 38,37, 36 и 35, на вторые зходы которыхподается сигнал, пропорциональный хНа выходах множителей 35-39 Формируются соответственно сигналы, пропорциональные величинам х ) , ххх1, и х хи подаются ня1 2 ф 1 о фвходы релейных элементов 43-47. Сигнал, пропорциональный хд, поступаетна вход Формирователя модуля 33, навыходе которого формируется сигнал,пропорциональный х 21, и подаетсяна входы индикаторов уровня 40 и 41,Кроме того, сигнал, пропорциональныйх поступает на вход формирователя модуля 34, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный 1 х,и подается на вход индикатора уровня42, На выходе индикатора уровня 40Формируется единичный сигнал при условии выполнения соотношения х,17,ЧО - 20+0,5 Ч Т н и поступает на вход элемента ИЛИ 48 (в противном случае сигнална выходе индикатора уровня 40 отсутствует), Аналогичным образом действуют и индикаторы уровня 41 и 42. На 25их выходах единичные сигналы появляются соответственно при выполненииусловий 1 х 21 7 Г 2 их,з, ,. Сигналыс выходов индикаторов уровня 41 и 42поступают соответственно на инверсный вход элемента И 52 и на вход элемента И-НЕ 53. На выходах релейныхэлементов 43-47 формируются единичные сигналы соответственно при выполнении условий х,Д 7 О, х,Л 3 О,х Л 270 х Л 70 и х хю 70,При невыполнении этих условий сигналы отсутствуют. Сигналы с выходоврелейных элементов 43-47 подаются соответственно на инверсный вход элемента ИЛИ 48, входы инверторов 49и 50 и на входы элементов И 51 и ИНЕ 53. Кроме того, сигнал с выходарелейного элемента 47 подается навход элемента И 51, а с выхода элемента И-НЕ 53 - на вход элемента И 51,На выходах элемента ИЛИ, инверторов 49 и 50, элементов И 51 и 52Формируются соответственно сигналыО Г 3 ОГИ 1 6 Г 1,3 Г 13""15 фор 50мулы (11) )Блок 10 формирования линейногосигнала состоит из генератора линейного сигнала 15, инвертора 16, индикатора уровня 17 и настраиваемого де лителя напряжения 18. Единичный сигнал, поступающий с соответствующеговыхода управляющего автомата 9, подается на первый вход генератора линейного напра;епця и запускает его, При этом на выходе инвертора 16 сигнал отсутствует. На выходе генератора линейного напряжения 15 формируется сигнал, пропорциональный й (г. - время, прошедшее с момента включения генератора 15), и поступает на входы индикатора уровня 17 и делителя напряжения 18, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный С/Т. На выходе индикатора уровня 18 формируется единичный сигнал при выполнении условия3, Тн (в противном случае сигнал отсутствует) и поступает на соответствующий вход управляющего автомата 9, При исчезновении сигнала на первом входе генератора 15 на выходе инвертора 16 формируется единичный сигнал, который подается на второй вход генератора 15 и отключает его, После этого на выходе делителя напряжения 18 сигнал также исчезает. При отсутствии сигнала на .первом входе генератора 15 он находится в выключенном состоянии и на выходе целителя напряжения 18 сигнал также отсутствует.Управляющий автомат 9 состоит из десяти элементов ИЛИ 54-63 и семи триггеров 64-70. Сигнал с управляющего входа системы (девятый вход управляющего автомата) открывает триггер 64 и, одновременно, устанавливает триггеры 65-70 в нулевое состояние, Сигнал с триггера поступает на первый выход управляющего автомата и одновременно подготавливает к работе триггеры 65 и бб (триггеры 65-70 могут быть открыты только при наличии единичного сигнала на первых входах), При появлении единичного сигнала на шестом входе управляющего автомата триггер 65 открывается, а триггер 64 запирается. Сигнал с выхода триггера 65 подается на шестой выход управляющего автомата и одновременно подготавливает триггер 66 к работе. При появлении сигнала на пятом входе автомата триггер 66 открывается, а триггер 65 запирается. В случае появления сигнала на пятом входе автомата раньше, чем на шестом, триггер 65 остается в нулевом состоянии и открывается сразу триггер 66, Сигнал с выхода триггера 66 поступает на второй выход автомата и одновре%менно подготавливает к работе триггеры 67 и 68. При появлении сигнала на седьмом входе управляющего автома 3 1434403та триггер 67 открывается и подготавливает к работе триггер 68, а триггер 66 запирается, При появлении сигнала на четвертом входе автомата триггер 68 открывается, а триггер 67 за 5пирается. В случае появлении сигнала.на четвертом входе автомата раньше, чем на седьмом, триггер 67 остается в нулевом состоянии, а открывается сразу триггер 68. Сигнал с выхода триггера 68 поступает на третийвыход автомата и одновременно подго/тавливает к работе триггер 69, ПриГпоявлении сигнала на восьмом либо на 15третьем входах автомата открывается ,триггер 69, а триггер 68 запирается.Сигнал с выхода триггера 69 подается на пятый выход автомата и одновременно подготавливает к работе триггер 70. При появлении сигнала на втором входе автомата открывается триггер 70 и сигнал с его выхода поступает на четвертый выход автомата, атриггер 69 запирается, При появлении 25сигнала на первом входе явтдмятя триггер 70 запирается, а автомат отключается. В случае появления сигнала на первом входе автомата раньше чем на втором, триггер 70 остается в ну левом состоянии, а триггер 69 запирается и отключает управляющий автомат,Блок 14 терминального управления работает следующим образомСигнал, пропорциональный х поступяет ня Вход формировятеля модуля 84, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный (х 1, и подается на первый вход сумматора 88, Сигнал, пропорциональный х , поступает на входы множителя 82, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный х и подается на перг -вый вход сумматора 87. Сигнал, пропорциональный х, , поступает на вход релейного элемента 98, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный зхдп (х ,), и подается на вход множителя 83, а также через ключ 94 - на выход блока терминального уп- .50 равления, При появлении единичного сигнала на пятом входе блока терминального управления (при этом на четвертом входе сигнал отсутствует, а ключ 91 зЯкрыт) Открываются ключи 55 89, 90 и 92. Сигнал со второго выхода источника постоянного напряжения 101, пропорциональный " Ь (см (13, через ключ 90 подается на второй вход сумматора 88, сигнал со второго выхода, пропорциональный - а (см,(13, через ключ 89 поступает на второй вход сумматора 87, Сигнал с выхода сумматора 87, пропорциональный х -я2 б поступает на формирователь модуля 86, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональныйх - яи6 подается на вход усилителя 96. Сигнал с выхода усилителя 96, пропорционяльМныи величине р х - а 1, через ключР 92 поступает на первый вход делителя 99, Сигнал с выхода сумматора 88, пропорциональный х, - Ьб, подается на вход релейного элемента 97, я также на вход формирователя модуля 85, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный х, - Ь, и поступает на второй вход делителя 99На выходе релейного элемента 97 формируется единичный сигнал при выполнении условия х - Ь 7 0 и поступает на управляющий вход ключа 93, а также через инвертор 100 - на управляющий вход ключа 94. (При х,1- Ь 7 О ключ 93 открьт, а ключ 94 закрыт; при х, - Ь 4 0 наоборот). Сигнал с выхода делителя 99, пропорциональныйФ х 1- авеличине 1 , подается нах,Ь,вход множителя 83, на выходе котооого формируется сигнал, пропорциональХ - абньй., з.яп (х, ), и черезХ,1- Ь, 1 о фключ 93 поступает на выход блока терминального управления, При появленииединичного сигнала на четвертом входеблока терминального управления сигнал на пятом входе исчезает, открывается ключ 91, а ключи 89, 90 и 92 закрываются, В этом случае на выходеделителя 99 формируется сигнал пропорциональный величинех/х.При исчезновении сигнала на четвертом входе блока терминального управления ключ 91 закрывается, блок откжчается,Блок 13 формирования управленияработает следующим образомСигнал пропорциональный х,поступает на вход релейного элемента71, на выходе которого формируетсясигнал, пропорциональный зх 8 п (х 1 ),и подается на первые входы множителей 74 - 76, а также через клич 79на пятый (инверсный) вход сумматора77, Сигналы с первого второго и1434403 30 третьего входов блока формирования управления поступают соответственно на вторые входы множителей 74 - 76, В зависимости от этих сигналов на выходах множителей 74 - 76 сигналы5 либо отсутствуют, либо формируются сигналы, пропорциональные соответст 1 1 бвенно величинам -- з 1.рп (х )ю 1 10" НСигналы с пятого и шестого входов блока формирования управления поступают на входы элемента ИЛИ 73, сиГ нал с выхода которого управляет ключом 79, Сигналы соответственно с выходов множителей 74"76 и с четвертого входа блока формирования управления поступают на второй (инверс ный), третий, четвертый и первый входы сумматора 77, на выходе которого поочередно формируются управляющие сигналы согласно формулам (12),(13), Ключи 80 и 81, управляемые релейным элементом 72, в зависимости от знака сигнала подключают выход сумматора 77 к соответствующим выходам блока формирования управления.Предлагаемая система позволяет на порядок и более снизить уровень энергии, накопленной упругой системой к концу этапа переориентации по сравнению с режимом разворота, использующим прототип, реализующий алгоритм релейного управления, и соответственно сократить длительность переходных процессов стабилизации на 25-50% при относительном увеличении времени программного разворота не 40 более чем на 3%, В этом случае общая длительность углового маневра (разворот + стабилизация) сокращается не менее чем на 10-25%, Кроме того, как минимум в два раза уменьша ется максимальная амплитуда колебаний присоединенного УДЭ, ограниченная амплитуда колебаний присоединенного УДЭ, ограниченная величиной статических деформаций: 50тЧ 5 = Й с = Ч., 3=1,7 и тем самым понижается вероятность возникновения недопустимо больших по величине деформаций, приводящих к вы ходу УДЭ из строя,Требуемая точность управления обеспечивается за счет использования терминальных законов при приведении изображающей точки в начало координат фазовой плоскости, Повышение точностипо сравнению с прототипом обусловленотем, что требуемое качество управления с использованием предлагаемогоустройства обеспечивается независимоот знака действующего ограниченногопо величине возмущения,Формула изобретения 1. Система терминального управления упругим объектом, содержащая блок формирования управления, первый и второй выходы которого через блок исполнительных органов соединен с входом объекта управления, датчик скорости, вход которого подключен к первому выходу объекта управления, а вы ход - к первому входу блока формирования линий переключения, датчик угла, вход которого соединен с вторым выходом объекта управления, а выход подключен к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подключен выход задатчика положения и третий вход блока формирования линийпереключения, выход блока сравнениясоединен с вторым входом блока формирования,линий переключения, а такжеблок формирования условий переключения, первые четыре входа которого соединены с соответствующими выходамиблока формирования линий переключения,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью увеличения быстродействия системы в режиме стабилизации за счетснижения уровня возмущающего влиянияколебаний упругих элементов конструкции, а также повьппения точности системы, она дополнительно снабжена управляющим автоматом, тремя блоками формирования линейных сигналов и блокомтерминального управления, при этомвыходы датчика скорости, блока сравнения и задатчика положения соединены соответственно с пятым, шестым иседьмым входами блока формированияусловий переключения и первым, вторыми третьим входами блока терминального управления, с первого по пятый выходы блока формирования условий пере"ключения соединены соответственно спервого по пятый входами управляющегоавтомата, а шестой, седьмой и восьмойвходы управляющего автомата связанысоответственно с первыми выходами первого, второго и третьего блоков фор