Устройство для моделирования оптимальной системы управления

,.ЯО 10 35 6 б 7/б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЬ ЗОБРЕТЕНИЯ Яиц922.Торчундена Ленина полит им.В.И.Ленина )видетельство СССР О 7/66 1980 ДЛЯ ИОДЕЛИРОВЬ ТЕИЦ УПРМЯЕНИЯ , отли.чаюОПИСАНИЕК АВТОРСЯОМУ СВИД(71) Харьковский ортехнический институ;НОЯ 067 ИИАЛЬВОЙ СИСпо авт;св. В 928378 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования,в него дополнительно введены диФФеренциатор, блок задания предельной скорости изменения регулируемой величины и.дополнительный компаратор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам блока задания предельной скорости измене " ния регулируемой величины, и диФ- ференциатор, вход которого соединен . с соответствующим выходом ЯС -сетки выход дополнительного компаратора . подключен к одному из входов элемента ИЛИ.Изобретение . относится к гибрид" ной вычислительной. технике ипредназначено для автоматического решения задач оптимального по быстродействию управления. системами с распределенными параметрами при наличии 5 множества ограничений на ее входные и выходные координаты.По основному авт. св. В 928378 известно устройство для моделиро вания оптимальной системы управле иия, содержащее блок задания эталонного напряжения, управляемый стабилизатор тока, выход которого соединен с информационным входом КС -сетки и с одним входом блока ограничи" 15 телей, а также содержащее триггер,коммутатор, компаратор, элемент ИЛИ, генератор импульсов, блоки задания величины перерегулирования, блок задержки, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с первым входом блока задержки, с управляющим входом %С -сетки и подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен со вторым и третьим входами блока за, держки, первый и второй выходы триггера соединены соответственно с первым и вторым входами коммута" тора, третий и четвертый входы ко торого подключены соответственно к выходам блока задания эталонного напряжения и блока задания величины перерегулирования, выход коммутато,ра соединен с первым входом компа ратора, выход которого подключен ко входу управляемого стабилизатора тока, выход которого соединен со вторым входом компаратора, группа выходов ВС -сетки подключена к другим входам блока ограничителей, выходы ко-, торого через элемент ИЛИ соединены с третьим входом компаратора, первый выход из группы выходов ЙС -сетки соединен с четвертым входом блока 45 задержки, пятый вход которого подключен к выходу блока задания величины перерегулирования, шестой вход блока задержки соединен с первым выходом генератора импульсов, кроме того, блок задержки содержит усилитель, первый и второй компараторы, триггер, элемент И, счетчик, генератор линейно изменяющегося напряжения, цифроаналоговый преобразовател причем выход усилителя соединен с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого под ключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым вхо.дом счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь под" ключен к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора линейно 65 изменяющегося напряжения, вход генератора линейно изменяющегося напряжения, вторые входы счетчика,триггера, первого компаратора и входусилителя являются соответственнопервым, вторым, третьим, четвертым.и пятым входами блока задержки, выход второго компаратора является выходом блока задержки, второй входэлемента И является шестым входомблока задержки 11 .Недостатком изобретения являетсянизкая точность решения задачи оптимального управления объектом с распределенными параметрами при ограничении на скорость изменения регули- .руемой величины в заданных точкахобъекта,Цель изобретения - повышение точдности моделирования и расширение класса решаемых задач.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для моделирования оптимальной системы управлениядополнительно введены дифференциатор, блок задания предельной скорости изменения регулируемой величиныи дополнительный компаратор, первыйи второй входы которого подключенысоответственно к выходам блока задания предельной скорости изменениярегулируемой величины и дифференциатора, вход которого соединен ссоответствующим выходом КО -сетки,выход дополнительного компаратораподключен к одному иэ входов элемента ИЛИ.Яа чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержитВС-сетку 1 фвместе с блоками задания граничныхи начальных условий, управляемыйстабилизатор тока 2, первый компаратор 3, коммутатор 4, блок 5 задания эталонного напряжения, блок бзадания величины входного перерегулирования, триггер 7, блок 8 ограничителей, элемент ИЛИ 9, генератор ..импульсов 10, блок задержки 11, блок12 задания величины выходного переегулирования, блок 13 задания предельной скорости изменения регулируемой величины, дифференциатор 14, второй компаратор 15.Кроме того, блок задержки 11 содержит первый компаратор 16, триггер 17, элемент И 18, счетчик им-,пульсов 19, цифроаналоговый преобразователь 20, второй компаратор21, генератор линейно изменяющегосянапряжения 22 и усилитель 23.Устройство работает следующимобразом.Рассмотрим работу устройства,где в качестве объекта управлениявозьмем, например, термостат. Причем ставится задача нахождения оптимального по быстродействию управЗаказ 4215/35 Тираж 706 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ления объектом с распределенными.параметрами прк дополнительном огра.икчении на скорость изменения регулируемой величины температуры) взаданной точке объекта. Такимк точкаии в нашем примере, как правило, 5являются точки камеры термостатапод нагревателем, т.е. те точки,куда непосредственно подводитсяэнергия.Передним фронтом импульсов, поступающкх с генератора импульеов 10,схема автоматически устанавливаетсяв исходное положение. После этогокоммутатор 4 под действием управления с триггера 7 подает на входпервого компаратора 3 скачок напряжения заданной амплитуды Осш,которое соответствует максимально допустимому напряжению иа входе объектаце,.МН. т.е. Осеа =Овкдьм На оГтальных входах первого компаратора3 напряжение в начальный моментравно нулю. Такии образом, первыйкомпаратор 3 переводит работу управляемого стабилизатора тока 2 наполную мощность, определяя тем самым качало Форсированного выхода объгекта в режим.На второй и третий входы первогокоипаратора 3 поступают сигналы отрицательной обратной связи с выхода ЗОи входа 8 С -сетки. При этом первыйкомпаратор 3 перебрасывается в другое состояние как только напряженке на входе объекта 1 р достигнетсвоего предельного значения, равного. 35амплитуде сформированного скачканапряжения, т.е, когда О 6 = Раааа ф.= Мш 0, а также первый коипаратор 3срабатывает, если сработает хотя быодин иэ ограничителей блока 8. Прк щэтом первый компаратор 3 также сработает, если сработает второй компаратор 15. Последний скачком переходит в другое состояние, как только скорость изменения регулируемой величины (температуры). навходе объекта,которую получаем с выхода дифференцкатора 14) превысит допустииув величину. Таким образом, до того момента, йока входные и выходные координаты объекта не достигнут своих предельных значений, объект движется к конечному состоянию с мак" сииальной скоростьв при предельном значении управляющего воздействия. Как только хотя бы одна иэ координат объекта достигнет своего предельного значения, то управляющее воздействие на вйходе первого коипаратора 3 меняет свой знак на обратный. Объект начинает двигаться с максимальной скоростью в обратную сторону, и снова при переходе границы области допустимых значений .его координат управляющее воздействие ме-, няет свой знак. Такии образом, организуют движение объекта по границе области допустимых значений его входных и выходных координат до окончания переходного процесса. В процессе решения этой задачи регулятор и маделируеюа объект управления представляют собой замкнутую систему, удерживающую входные и выходные координаты объекта на доцустимых значениях.Введение в схему предлагаемого устройства дифференциатора, второго компаратора к блока задания предельной скорости изменения регулируемоМ величины позволяет повысить точность моделирования и расширить класс решаемых задач оптимального по быстродействию уцравлекия объектами с распределенными параметрами, в.которых дополнительно наложено ограничение на скорость изменения управляемой величины в какой-либо точке объекта.