Спосоь регулирования инерционных объектов, описываемых дифференциальными уравнениямип-ого порядка

"ффт .;.:г 239405 Союз Советских Социалистических РеспубликКомитет по делам изобретений и открытий при Совета Министров СССРиорите Опубликовано 18.3.1969, Бюллетень М 1 исания 25 Л 11.196 публиковани Авторыизобретения П. А. Илюхин, Т. Н. Павлова, А. В. Ланьшин и К, К. Жиль аявитель СПОСОЬ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ,ОПИСЫВАЕМЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЬ 1 МИ УРАВНЕНИЯМ и-ого ПОРЯДКА2 Предложенныи способ относится к технике автоматического регулирования. Способ может быть использован для регулирования объектов, описываемых дифференциальными уравнениями высокого порядка, при наличии про межуточных координат и работающих в условиях, когда входные сигналы содержат аддитивный шум высокого уровня.Известны способы регулирования инергционньгх объектов, описываемых дифференциаль ными уравнениями и-ого порядка, основанные . на измерении сигналов, пропорциональных промежуточным координатам объекта. Недостаток таких способов - невысокая точность и помехоустойчивость регулирования. 15Преложенный способ отличается от известных тем, что при нем формируют сигнал переключения полярностей связей между группой элементов контура управления и объектом регулирования, используя не более (и - 1) про изводных отфильтрованного сигнала ошибки, и с помощью ключевых инверторов изменяют полярности связей этой группы элементов контура; формируют второй сигнал переключения связей второй группы элементов контура, ис пользуя не более (и - 1) производных сигналов с первой группы элементов контура и отфильтрованных и преобразованных сигналов, пропорциональных промежуточным координатам объекта, и повторно изменяют полярности свя зеи этих элементов контура, добиваясь устоичивости всего контура управления в целом.Такая последовательность действия позыигает точность и помехоустойшвость регулирования при ограниченной информации о производных сигнала ошибки.Предлагаемый способ реализуется следующим образом.Сигнал ошибки и сигналы промежуточных координат замеряют, далее фильтруют их и переклгочают сигналы сшибки и сигналы промежуточных координат объекта согласно устойпгвым или неустойчивым структурам в зависимости соответственно от совпадения или несовпадения знаков каждого из этих сигналов со знаком сигнала, полученного путем суммирования зафильтрованного сигнала ошибки системы и ограниченного числа (меньше, чем и - 1) его производньгх, и далее переключаемые сигналы дифференцируют с целью получения практически приемлемого скользящего режима, причем дифференцирование этих сигналов для повышения его помехозащищенности выполняют с помощью создания вопомогательных контуров на основе использования сиг 1 алов с прозгсж точных координат объекта; при этом зафильтроваиныс сигналы промежуто,ных координат объекта и интегралы некоторых из них суммируют в качестве обратных связей с переключаемыми сигналами основно.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 го контура. Полученный сигнал этой суммы дифференцнруют некоторое число раз, суммируют результаты этого дифференцирования с сигналом исходной суммы и в зависимости от ссвпадения или несовпадения знаков сигналов исходной и второй суммы переключа;от сигна. лы исходной суммы и сигналы с некоторых промежуточных координат согласно устойчивым и неустойчивым структурам, диалогично переключениям основного контура. Далее сигналы переключений вопомогательного контура дифференцируют и их сумму подают на отработку приводом системы.При отработке сигналы, поданные на привсд, могут претерпевать аналогичные переключения с использованием дифференцирований.Предлагаемому способу присущи следуюшие особенности:а) сигнал функции переключения формируют из зафильтрованного сигнала ошибки, а последний иапользуют и для переключений;б) сигнал функции переключения формируют из огганнченного числа производных сигнала ошибки (меньше, чем и - 1),в) ограниченную информацию о производных ошибки (возникшую согласно пп. а, б) делают достаточной для выполнения условия возникновения практически приемлемого скользящего режима за счет дифференцирования сигналов после переключений, а также за счет иапользования переключений сигналов промежуточных координат объекта, содержащих косвенно информацию о высших производных ошибки;г) ограниченную информацию о производных ошибки системы делают достаточной также и за счет формирования вспомогательных контуров, на вход которых подают переключаемые сигналы основного контура,Вспомогательные контуры, сформированные с использованием части объекта при соответствующем выборе коэффициентов усиления контуров, обеспечивают практическое снижение порядка уравнений объекта за счет обеспечения эквивалентных постоянных времени этих контуров меньшей величины, чем постоянные времени части объекта, охваченной обратной связью.Иопользование же зафильтрованных сигналов с промежуточных координат и пх интегралов в качестве обратных связей вспомогательных контуров обеспечивает при использовании дкфференцирования и переключений (обеспечивающих большой коэффициент усиления) в прямой цепи контура, кроме практического снижения порядка уравнений объекта, еще и дифференцирование, переключаемых сигналов основного контура, т, е. создает форсирующий числитель в передаточной функции вспомогдтельный контур - объект, что позволяет осуществлять качественное регулирование системы в целом с обеспечением практичски приемлемого скользящего режима при использоьании неполной информации о производных ошибки системы фильтрации ошибки; д) формирование в системе нескольких сигналов функций переключений (сигнал функции перекл.очений основного контура, вспомогательного контура, возможно, и привода), с помощью которых осуществляют последовательно управляющие переключения с целью повышения помехоустойчивости и снижения информации о производных.На чертежс представлена схема, реализующая способ.Сигнал ошибки системы замеряют между входным сигналом (1), в который входит и помеха, и сигналом с выхода объекта 1 в дат;ике рдссотлдсовд ия 2. Далее сигнал ошибки х фильтруют в фильтре 3, сигнал с выхода которого х, используют для формирования ситнала функции переключения д в управляющем блоке 4 в виде суммы зафильтрованпого сигнала ошибки х, и ограниченного числа его производных, меньше, чем (и - 1),По сформированному сигналу функции переключения д, перекл;очают зафильтрованный сигнал ошиоки х, и сигналы с промежуточных координат объекта 1 сс ис помощью устройств кусочно-линейного управления соответственно 5, б, 7 в зависимости ог совпадения или несовгадения их знаков со зчаком сигнала функцки переключения д Переключаемые сигналы с выхода устройств кусочно-линейного управ. ления (соответственно ка, б), а также сигналы, пропорциональные зафильмованным промежуточным координатам объекта и их интегралам (сигналы гг, е), с выхода инерционных и интегрирующих элементов 8, 9 цепи обратной связи вопомогательного контура подают на сумматор 10, где указанные сигналы суммируют как входные сигналы и сигналы обратной связи, а сигнал этой суммы 2 дифференцируют некоторое число раз и формируют в виде суммы из продкфференцированных сигналов и сигнала суммы 2, сигнал второй функции переключения д - в управляющем блоке 11.В зависимости от совпадения или несовпадения знака сигнала исходной суммы Л и сигнала второй суммы д., переключают сигналы первой суммы Л и сигналы промежуточных координат системы. Соответственно с выхода привода 12 сигнал 6 и сигнал с объекта и с помощью блоков 13, 14, 15 суммируют и диффоренцируют в блоке сумматоре-,дифференциаторе 1 б и подают на отработку приводом 12 системы.Предмет изобретенияСпособ регулирования инерционных объек-ов, описываемых дифференциальными уравнениями и-ого порядка, основанный на измеренки сигналов, пропорциональных промежуточным координатам объекга, отлачагощийся тем, по, с целью повышения точности и помехоустойчивости регулирования при ограниченной информации о производных сигнала ошибки, формируют сигнал переключения полярностей связей между группой элементов контура239405 Состапнтель И. Н. Шувалова 1Редактор Л. А. Вербова Техред Л, Я. Левина 1,оррснтор 3. И. Чванкина Заказ 68516 Тнраж 480 ПодписноеНР 1 П Комнтета по пслая нзооретепнй и открытий нон Сонете Чнппстран СССРй 1 осква, Центр, пр, Серопа, д. 4 Типография, гр. Сапанова, д 2 управления и обьектом регулирования, используя не более (г - 1) производных отфильтрованного сигнала ошибки, и с помощью ключевых инверторов изменяют полярности связей этой группы элементов контура; формируют второй сигнал переключения связей второй группы элементов контура, используя не более 11 - 1) производных сигналов с первой гр.ппы элементов конг ра и отф 1 льтрованных и преобразованных сигналов, пропорциональных пдомежуточн 1 ям координс 1 там Объекта, и по вторно изменяют полярности связей этих элементов контура, добиваясь усто 1 чивост 11 всего контура управления в целом.