Система управления с переменной структурой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)4 С 05 В 13/О РЕТЕНИ истр мен ват и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕАВТОРСКОМУ Сви(56) Авторское свидетельство СССР У 1257624, кл . С 05 В 13/02, 1986.Авторское свидетельство СССР В 744453, кл . С 05 В 13/02, 1980(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ(57) Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано, например для управления .литьевыми машинами и холодильными установками. ИзобретеЯО 1448337 ние обеспечивает идентификацию объекта управления, определение оптимальных настроек коэффициентов обратной связи и соответствующее изменение закона управления, приводящее к повышению точности. Система с переменной структурой содержит объект управления 1, измерительный блок 2, коммутатор коэффициентов 3, исполнительный блок 4, блок задания начальных условий, два аналоговых ключа 6, 13, широтно-импульсный модулятор 7, две модели 8, 16 объекта управления, два вычитающих устройства 910, запоминающий блок 11, пороговый эле"т 12, аналого-цифровой преобразоель 14 и блок 15 задания образцов параметров объекта управления .Изобретение относится к системамавтоматического управления и можетбыть использовано, например, дляуправления питьевыми мап 1 иками и хо 5лодильнь 1 ми установками,1 ель изобретения - повышение точности системы при изменяющихся динамических и статических характеристиках объекта управления. 10На чертеже представлена Функциональная схема системы с переменнойструктур ой,Система содержит объект управления 1, измерительный блок 2, коммутатор коэффициентов 3, исполнительный блок 4, блок задания начальных.условий 5, первый аналоговый ключ 6,широтно-импульсный модулятор 7,первую модель 8 объекта управления, 2 Опервое 9 и второе 10 вычитающвеустройство, запоминающий блок 11,пороговый элемент 12, второй аналоговый ключ 13, аналого" цифровой преобразователь 14, блок 15 задания 25образцовых параметров объекта ивторую модель 16 объекта управленИя.Система с переменной структуройработает следующим образом.Управляемая переменная объекта Зоуправления 1 измеряется и сравнивается со. своим заданным значением Хзв измерительном блоке 2. Сигнал рассогласования поступает в коммутаторкоэффициентов 3, который формируетзакой управления видаП фф С КХ,где Х - сигнал рассогласования и1его производные до и =, 1порядка;4 ОК - параметры настроек закона1упр авл ения .Значения параметров К; изменяютсякоммутатором коэффициентов 3 подвоздействием управляюпих сигналов, 45вырабатываемых запоминающим блоком11.При изменении динамических и статических параметров объекта управления 1 происходит ухудшение точности 5 Осистемы. В изобретении повьппениеточности системы достигается, преждевсего, идентификацией объекта управ-.лений в дискретные моменты времени.В качестве идентифицируеж 1 х парамет-;55ров используются значения передаточной Функции объекта управления 11(Б 1).Эти значения вычисляются в точках,соответстаую 111 нх этлл 111 н 1 м корням Б,= 1 п, хлрлк 1 ернстнчесрКОГО урлвненияр ПО которым Гтроится эталонный про 11 ессХ = Х. А,ехр(-Я; 1).1для произвольных началь 1 ьых условий, Х;(О) = Х 1 овлияющих ка значения коэффициентов А 1. 1 п.Параметрь 1 К отвечаюшие реальным коэффициентам объекта управления 1 и образцовым затуханиям Б определяются в соответствии с соотношениямиК =л1=12 иУ (Б)у у.где коэффициенты пропорциональности ) ,1 предварительно вычисляются и устанавливаются в системе.Для определения реальнь 1 х параметров 110(Б,) в системе с перемеНной структурой применяются первая и вторая модели объекта, причем первая модель 8 объекта уг 1 равления реализует эталонную реакцию объекта, зависящую от начальных условий в момечт коммутации управляющего воздействия, вторая. модель 16 объекта управления реализует эталонную реакцию объекта на ступенчатое воздействие и представляет собой его эталокную переходную Функцию. Реальная переходнаяФункция объекта управления образуется на выходе первого вычитаю- щего устройства 9 как результат вычитания из общей реакции объекта, той ее части, которая соответствует ненулевым начальным условиям в момент коммутации управляющего воздействия ка выходе широтно-импульсного модулятора 7. Реальные параметры объекта управления в виде значений У (Б;) Образуются на выходе второго аналогового ключа 13 в момент совпадения образцовых значений параметров 1,(Б;), задаваемых блоком+задания Образцовых параметров 15, . с эталонной переходной Функцией, образуемой на выходе второй модели объекта 16. При этом на выходе порогового элемента 12 появляется импульс, Открывающий аналоговый ключ 13. Полученное таким образам значение Ы (Б) преобразуется в лналогоцифровом преобразователе 4 в цифровую форму, Сигналы,с выходл лналогоцифрового преобразователя 1" постуЗаказ 6847/53 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4г пяют в блок 11, где зяпоминяютсл, а чатем по сигналу приходя последнего значения 1 сГБ ) поступают на управляющий вход коммутатора коэф 5 Фициентон Э, Таким образом, коммутирующее устройство совместно с блокам 11 реализует зависимость между коэфдмциентом настройки К; и реальными параметрами объекта Ы,(Я;). 10Коммутатор коэффициентов 3 может быть выполнен на мультиплексоре и операционном усилителе, коэффициенты передач которого зависят от кода числа на адресных нинах мультиплек" 15 сора. Блок реализуется на базе и регистров памяти, счетчика и шинного формирователя, Техническая реализация остальнь,х блоков также не вызывает принципиальных затруднений. рОТаким образом, изобретение обеспечивает идентификацию параметрон объектауправления, определение оптимальных настроек коэффициентов обратной связи и соответствующее изме нение закона управления, приводящее к повышению точности всей системы,Формула и з о б р е т е н и яСистема управления с переменной структурой, содержащая исполнительный блок, выход которого через объект управления связан с измерительным блоком, выход которого подключен к информационному входу коммутатора коэффициентов и к входу блока задания начальных условий, первый аналоговый ключ, первую модель объекта управления и запоминающий блок, выходкоторого соединен с управляющим 4 О вхопам коммутатора коэффициентов,отличающаяся тем,что,с целью повышения точности систеии,в нее введены широтно-импульсный .модулятор, первое и второе вычитающее устройства, блок задания образцовых параметров объекта управления,пороговый элемент, аналого-цифровойпреобразователь, вторая модельобъекта управления и второй аналоговый ключ, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу запоминающего блока,выход коммутатора коэффициентовчерез широтно-импульсный модуляторподключен к входу исполнительногоблока, к входу второй модели объекта управления и к управляющему входупервого аналогового ключа, выходвторой модели объекта управлениясоединен с первым входам второго вычитающего устройства, выход которогочерез пороговый элемент соединен суправляющим входом второго аналогового ключа, выход измерительногоблока подключен к первому входу первого нычитающего устройства, выходкоторого соединен с информационнымвходом второго аналогового ключа,выход блока задания начальных условий соединен с информационным нходомпервого аналогового ключа, выходкоторого через первую модель объекта управления подключен к второмувходу первого нычитающего устройства,а выход блока задания образцовыхпараметров объекта управления соединен с вторым входом второго вычитающего устройства,