Система управления с переменной структурой

(51) 4 С 13 00 САНИЕ ИЗ ЕТЕНИ Х АВТОРСХОМУ ТЕЛЬСТВУ ГОСУДДРСТВЕННЫй КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности(56) Сю Д Мейер А. Современная теория автоматического управления и ее применение. - М.: Машиностроение, 1972, с. 80, рис. 4.6.Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменной структурой. - М. Наука, 1967, с.57 рис. 2.1, с. 59, рис. 2.3, с, 60, рис. 2.4.(54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ .СТРУКТУРОЙ, содержащая после довательно соединенные элемент срав.1171754 А кения, усилитель и первый ключ, последовательно соединенные дифференциатор, блок формирования функции переключения и реле, подключенное выходом к управляющему входу первого ключа, выход, а также первый и второй входы элемента сравнения подключены соответственно к второму входу блока формирования функции переключения, к выходу объекта и выходу задатчика, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности системы, она содержит последователь" но соединенные элемент памяти, второй ключ и инвертор, подключенный выходом к входу объекта, выход первого ключа соединен с входом эле- С: мента памяти, второй выход и управляющий вход второго ключа подключены соответственно к входу объек 36 ей та и выходу реле. МайИзобретение относится к автоматическому управлению и регулированию линейными динамическими объектами и может быть использовано для управления различными технологическими 5 процессами./Цель изобретения - повышение быстродействия к точности системы.На Фиг. 1 изображена структурная схема системы;ана фиг. 2 - схема 10 ,принципа действия системы на правой ,полуплоскости фазового портрета.Система управления содержит элемент 1 сравнения, усилитель 2, двухканальный коммутатор 3 с паматью, 15 включающий в себя первый ключ, второй ключ 5 и элемент 6 памяти, инвертор 7, объект 8 управления, дифференциатор 9, блок 10 формирования Функции переключения, реле 11, 20Система управления работает по следующему алгоритму:(задание); - выходная координатаобъекта; Ч=5 РР, Рз 3 х, Я:х +ох, СЫГ 2 сЖ, С СЧОх 2 х- производная ошибки; (с 70, к ) О - коэффициенты усиления системы и объекта 8 с передаточ ной функцией ИР; х ,х - начальные значения ошибки1 о и ее производной.На выходе элемента 1 сравнения на основании поступающей с объекта 40 8 информации У и задания я формируется сигнал ошибки х = я - ч" коЭ торый подается на вход усилителя 2, На выходе последнего формируется сигнал управления, который подается 45 на ключ 4.В блоке 10 формирования функции переключения на основании поступающей с элемента 1 сравнения информации хх и с дифференциатора 9 - х 2 50 формируется сигнал переключения РБх 1, который подается на вход реле 11, выходной сигнал Ч = здп Р. Последний подается на управляющий вход коммутатора 3, который управ-, 55 ляется следующим образом.При Ч = 1 (Бх 7 0) ключи 4 и 5 находятся в, нормально разомкнутом положении , при,Ч = -1 (Бх( 0) - внормально замкнутом положении ы,До включения системы ключи 4 и 5находятся в нормально замкнутомположении ы . При этом на выходеэлемента 6 памяти имеется нулевойсигнал. Если при пуске системыначальное состояние (х) находит 1 оф ося в области С = С Ч С где3Ч =-1 (Бх(0), то ключи продолжаютоставаться в положении а и через инвертор 7 на вход объекта 8 подаетсянулевой сигнал управления Ц = О,При этом до оси х изображающая точка двигается по прямой линии (траектория 1, Фиг. 2).После перелета оси х выходнойсигнал реле 11 меняет знак, т.е,Ч = 1 (Бх0), и ключи 4 и 5 переключаются в положение Ь,В этом случае через элемент 6 памяти на вход объекта 8 подается сигнал управления У = с( х. При этом долинии Я = 0 изображающая точка двигается по эллипсу (траектория П,фиг, 2), Далее в области С выходнойсигнал реле 11 опять изменяет знак,т.е, Б = -1 (Бх 1 ( 0), и ключи 5 и 4переключаются в положение а .В этом случае через инвертор 7на вход объекта 8 подается постоянный сигнал управления О = сх е(-1)ех-о(х 1, соответствующий значениюсигнала на входе элемента б памяти вмомент его размыкания. Тогдаизображающая точка в начало координат двигается: по параболе (траектория 111, фиг. 2).Выбором углового коэффициента линия переключения Б:= О, как С = 1 Г 2 ЫЕ,обеспечивается прохождение парабол(траектория 111, фиг. 2), начинающихся по линии переключения Б = О, через начало координат, поскольку дляначальных условий ( х, х ) параболых,х =- -+с2 Ы 3(является решением каноническогоуравнения объекта при П = сопз с 0находящихся на линии переключенияБ = О, удовлетворяется соотношениегс =х + - =0хм1 152 Ы 3 фтак как на линии Я = ха т 12 к х =0имеем хХ = - Х 2 ММ и е = ах2 Е ЮсопзС..2 Составитель В, КузинТехред Ж.Кастелевич Корректор М. Пож едактор Н. Бобко аказ 4861/ Тираж 863Государственногоелам изобретенийМосква, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРоткрытийская набд. 4/5 по1303 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 3 1171754 4После преодоления иэображений изображающая точка в начало коорди. точки, двигающейся по параболе зоны нат приводится при постоянном энанечувствительности системы в нача- чении управляющего воздействия (ее ле координат, происходит переключе- значение не зависит от фазовых коорние струтуры и управляющее воздейст-динат и, следовательно, не уменьшавие принимает ничтожно малое значе- ется по мере приближения в начало ние П =сх О, так как в пределах координат), причем это значение тем эоны нечувствительности в окрестнос- : больше, чем больше удаленность.изобти начала координат х Ф О. ражающей точки от начала координатДалее система практически поддер в момент переключения структуры. живается в начале координат (при0 = О начало координат является ус-. Таким образом, при несложной тойчивым положением равновесия). конструкции системы предлагаемоеПовышение быстродействия предлага- решение позволяет повысить точность емой системы достигается тем, что 15 регулирования и быстродействие пепосле переключения на линии Б = О реходного процесса.