Нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с переменной структурой

(45) Дата опубликования описания 07.12.77(51) М. Кл.6 05 В 13/02 Госудррстввнный комитет Совета Министров СССР(53) У делам изобретений и открытий АвторыизобретениЗаявитель Г, Некрасов и Е нж еров 54) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙИзобретение относится к системам автоматического управления с переменной структурой.Известны нелинейные корректирующие устройства для систем автоматического управления с переменной структурой, позволяющие получать в системе скользящие режимы. Скользящие режимы позволяют получать независимость движения системы от параметрических и внешних воздействий. Однако для получения таких режимов требуется вычислять п - 1 производных от сигнала ошибки, где и - порядок системы, Практическое решение этой задачи весьма затруднительно. Исключается это в системах с переменной структурой при использовании ограниченной информации о состоянии системы за счет изменения логики переключения. Наиболее близким к изобретению является нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с переменной структурой, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, блок изменения структуры и первый коммутатор, вторые входы которых соединены с первым входом устройства, второй сумматор, первый и второй входы которого через первое и второе безынерционные звенья соединены соответственно с первым и вторым выходом первого коммутатора, причем первый вход первого сумматора соединен со вторым входом устройства. Однако это известное устройство непозволяет изменять характеристики законауправления в процессе регулирования.5 Целью изобретения является повышениебыстродействия системы и ее точности. Вописываемом устройстве это достигается тем,что оно содержит второй коммутатор, управляющий вход которого соединен с выходом10 первого сумматора, другие входы соединенысоответственно с первым входом первого сумматора и выходами безынерционных звеньев,в выходы подключены к третьим и четвертымвходам первого и второго сумматоров.15 На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства,Оно содержит первый сумматор 1, блок 2изменения структуры, первый коммутатор 3,два безынерционных звена 4 и 5, второй сум 20 матор 6 и второй коммутатор 7.На первый сумматор 1, формирующийфункцию переключения, подаются сигналыошибки, ее первой производной и сигнал свыхода безынерционного звена через второй25 коммутатор 7 в замисимости от состоянияпервого коммутатора 3. Блок 2 измененияструктуры на основе информации о знакахсигнала ошибки и сигнала функции переключения с помощью первого коммутатора 3ЗО изменяет структуру системы, изменяя выход584284 Заказ 2117/13 Подписное аж 1109 Изд.10 ипография, пр. Сапунова,ное воздействие по сигналу ошибки, получаемое на выходе второго сумматора б.Функция переключения формируется как линейная комбинация сигналов ошибки, ее первой производной и сигнала с выхода одного из безынерционных звеньев 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 в системе скользящего режима или его отсутствие. Это он делает на основе анализа сигнала функции переключения, который в скользящем режиме является высокочастотным. Частота переключения зависит только от характеристик блока 2 изменения структуры и первого коммутатора 3 и может достигать больших значений. Исполнительные цепи второго коммутатора 7 при 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 дополнительно к первому 1 и второму б сумматорам подключает одни значения сигнала ошибки и ее производной, а при его отсутствии - другие значения, изменяя частотные характеристики корректирующего устройства в целом и фазовые соотношения функции переключения. Фазовые соотношения функции переключения изменяются так, чтобы в системе всегда существовал скользящий режим.Способность системы к восстановлению скользящего режима в случае его срыва позволяет повышать ее точность и быстродействие, так как не требует большого веса производной в функции переключения при изменяющихся параметрах системы управления.5 Введение второго коммутатора выгодно отличает описываемое устройство от известных, так как позволяет изменять фазовое опережение и коэффициент передачи корректирующего устройства при наличии в системе 10 скользящего режима и его отсутствии. Такоеизменение приводит к повышению быстродействия системы и ее точности. Одновременно этот блок позволяет восстанавливать в системе с изменяющимися параметрами сколь зящий режим в случае его срыва.Формула изобретенияНелинейное корректирующее устройстводля систем автоматического управления с пе ременной структурой, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, блок изменения структуры и первый коммутатор, вторые входы которых соединены с первым входом устройства, второй сумматор, первый 25 и второй входы которого через первое и второе безынерционные звенья соединены соответственно с первым и вторым выходом первого коммутатора, причем первый вход первого сумматора соединен со вторым вхо дом устройства, отличающееся тем, что,с целью повышения точности устройства, оно содержит второй коммутатор, управляющий вход которого соединен с выходом первого сумматора, другие входы соединены соответ ственно с первым входом первого сумматораи выходами безынерционных звеньев, а выходы подключены к третьим и четвертым входам первого и второго сумматоров.