416663

ОЛИСАНЙЕ 416663ИЗОБРЕ ЕНИЯ Союз Советскими Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬИВУ Зависимое от авт. свидетельства Хе Ь;л, О 05 о 13(02 Заявлено 25.1.1971 (Ю 1616785/18 с присоединением заявки Хе риоритет Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изаоретений и открытий. И. Потоцки ститут им. Серго Орджоникидзе ЗИОПТИМАЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ птищие вы- инеора, браеля, сое- коусиа к итеаявитель Новочеркасский политехнически Изобретение касается оптимального по стродействию управления.Известны самонастраивающиеся квазио мальные системы управления, содержа контур самонастройки и основной контур, полненный в виде последовательного соед ния первого сумматора, дифференциат первого усилителя, функционального прео зователя, первого управляемого усилит второго усилителя и релейного элемента, динецного с объектом управления, выход торого соединен с одним из входов суммат причем к одному из входов управляемого лителя подключен выход первого ключа, одним из входов первого и второго усил лей - выход первого сумматора. Известные системы управления не обеспечивают оптимальности быстродействия и обладают большим перерегулированием при наличии неконтролируемых возмущающих воздействий.Предлагаемая самонастраивающаяся система управления отличается от известных тем, что в ней контур самонастройки выполцен в виде последовательного соединения второго ключа, первого запоминающего устройства, первого сравнивающего устройства, второго сумматора и интегратора, выход которого соединен со входом первого ключа, а через второй управляемый усилитель - с одним из входов второго сумматора, выход третьего ключа через последовательно установленные второе запомина,ощее устройство и второе 5 сравнивающее устройство соединен с однимцз входов второго управляемого усилителя, первый вход -- с выходом функционального преобразователя и одним пз входов второго сравнивающего устройства, а второй вход 10 с одним из выходов блока управлеция, двадругих выхода которого соединены соответственно с одними нз входов первого и второго ключей.Благодаря этому в системе обеспечивается 15 быстродействие, близкое к оптимальному, цуменьшается перерегулировацие при наличии неконтролируемых возмущающих воздействий.На фиг. 1,представлена блок-схема предла гаемой системы управления применительно кобъекту второго порядка; на фиг. 2 - фазовая траектория переходного процесса,Устройство содержит основной коцтур иконтур самонастройки.25 Основной контур управления объективом 1,структура которого выбрана без учета возмущений, состоит из дифференциатора 2, первого и второго суммирующих усилителей 3 и 4, функционального преобразователя 5, пер вого управляемого усилителя с переменным3коэффициентом усиления 6, рс.лейпого элемеп-.а 7 и первого сумматора 8.Коитур сям 011 ястройки сосало из пе 1 зого запоминающего устройства 9, второго управляемого усилителя 10 с переменным коэффициентом, интегратора 11, блока управления 12, первого 13, второго 14, третьего 15 ключей, второго запоминающего устройства 16, второго сумматора 17, первого и второго сравнивающего устройств 18 и 19, 10Система работает следующим образом, Осаовцой контур управления с помощью блоков 2 - 7 реализует упрощенный алгоритм оптимального управления 15( ) = з 1 дп-.,где х - ошибка;Р(и) - выходная величина функционального 20преобразователя 5;0 - функция переключения;б - управляющее воздействия, подаваемое на объект 1;К - коэффициент усиления первого усилителя 6, начальное значение которого выбрано таким образом, чтобы линия переключения лежала в облас ти возникновения скользящего режима. 30 Заметим, что уравнение (2) можно получить, задавая уравнение фактической фазовой траектории в виде 55х+ КР(и) - С) - 0 (3) и исключая цз этого уравнения С путем последовательной подстановки в него координат двух фиксироваппых точек 60М, (хи,), Л,(хиг) Цикл настройки задается блоком управления 12. В начале цикла по сигналу блока управления закрываются ключи 13, 14 и 15 и за Самонастроцка осуществляется циклически. Припцип самонастройки заключается в установлении связи оптимальной и фактической фазовых траекторий, определении перс менного коэффициента уравнения фактической траектории и соответствующей перестройки коэффициента усиления Основного контура для приближения переключения к оптимальной фазовой траектории. 40Контур самонастройки реализует уравцс. пие, определя 1 ощес перемецаь й коэффициент К фактической фязовой траектории М,С),(К): (хг - х,) - К 1 Р(иг) - - Р(и,)1О, (2) гдехь Р(и,) - значения ошибки и выходнойвеличины функционального преобразователя в пачале цикла пастройки (точка М);хг, Р(иг) - соответствующие текущие значепия. пол 1 ипаюцие 5 строся 9 11 16 1)иксирл 1 От сигил ОпИбк 11 х, 11 1 ходп 011 сигпял Р,1 с 1)упкпиоця.ного преобразователя 5 Бл)ки формирования сигцало пспрерывп) вычисляют значения разности теку 1 цих и запомненных величин (хг - х,) и Р(иг) - Р(и. С помощью второго управляемого усилителя 10 иторого сумматора 17 на входе и 1 тегрятора 11 формируется сигнал, пропорциопальный значениюв уравнении (2). Интегратор 11, изменяя коэффициент усиления й второго усилителя 10, обеспечивает равенство этого сигнала иул)о.Выходной сцг)ал интегратора 11, соответствующий установленному коэффициенту К, является так)кс искомым коэффициентом настройки основного контура. Действительно, оптимальная линия переклочепия ОК совпадает с нулевой фазовой траекторией, которая в соответствии с урав:епиями (1 - 3) предполагается параллельной фактической фазовой траектории. Вследс вие этого обеспечивается ОЛИЗОСТЬ ЗЯДЯЯЕМОЙ ЛР 1 ПИИ ПЕОЕКЛ 101 ЕПИ 51 И оптимальной при наличии неконтролируемых возлуця 10 щпхоздействпй.Измецепие коэффициента усиления первого управляемого ус 1 л 1 ел 5 6 Основного коптура управления осугцествляется дискретно в коше цикла с помощью ключа 13.Описанные операИди повторяОтся в каждом последую)цел цикле настройки (Мг Л 1 г, Мз Уз и т. д.) до момента устранения ошибки регулирования.Принцип встроения сал 1 оиястряиваОщейся квязиоптималыци системы управлеция более ысокого порядка апалогичсп. В этом случае система осцяпьястся дополпителыыми усплиСлями в осповпом конгурс упрялепия и кш 1- 1 урял 10 сял 1011 ястроцки, ИОли 1 сстВГ) которых пз единицу мспьп 1 с порядка диффереццпальаого уравпепия ооъекта управления. Это связя 1 ю с тс;1, что ураае:ие фазовой траектории в и-л)ерпол И 1с-ряпстве л:Ожет быть представлено г- - 1) уряенпями, яцалогичными уря- пепи)о (2) .Предлогкеппз 1 я система л 10)кет 01 ть использовяпа для управлсппя Объектами, к которым предъявлзпотся требования высокой динамической тоИост и производительности, прп условии пеполцой начальной информации 0 процсссе л правления. Прсдмет изобретения1 л,вазРо)тимялыЯя система управле:1 ия, содержащая котур самонастройки и основной контур, выиолненный в виде последователыиго соедипепия первого сумматора, диффереациатора, первого усилителя, фупкциопальпого преобразователя, первого управляемого усилителя, второго усилителя и релейного элемента, соединенного с объектом управления, выход которого соединен с одним из входов сумматора, причем к одному из входов управляемого усилителя подключен выход первого ключа, а к одним416663 фиг 1 5из входов первого и второго усилителей - выход первого сумматора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения оптимального быстродействия и уменьшения перерегулирования при наличии неконтролируемых возмущающих воздействий, контур самонастройки выполнен в виде последовательного соединения второго ключа, первого запоминающего устройства, первого сравнивающего устройства, второго сумматора и интегратора, выход которого соединен со входом первого ключа, а через второй управляемый усилитель - с одним пз входов второго сумматора, выход третьего ключа через последовательно установленные второе запоминающее устройство и второе сравнивающее устройство соединен с 5 одним из входов второго управляемого усилителя, первый вход - с выходом функционального преобразователя и одним из входов второго сравнивающего устройства, а второй вход - с одним из выходов блока управле ния, два других выхода которого соединенысоответственно с одними из входов первого и второго ключей.