Способ автоматического управления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 435500 Союз Советскит Социалистических Республик(22) Заявлено 06.07,72 (21) 1806888/18-24 б 05 Ь 11/О аявкис присоединением осударственныи комитетСовета Министроа СССРпо делам изобретениии открытий 32) Приоритетпубликовано 05,07.74, Бюллетень25 1.3 (088,8) 3) исания 03.12.7 Дата опубликован Ф 33 Д Яйы.:;Ы;О(71) 3 аявител осковскии ордена Ленина энергетическии институт 4) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ о состоясть котопособу осугде Х тог ния иа, Х поэтому произво рассогласования также равен нулю я запоминание нулевого правляющий сигнал У Изобретение относится к области автоматического управления и может быть применено при синтезе систем автоматического управления различного рода объектами.Известен способ управления, при котором управляющий сигнал принимает два постоянных заранее заданных значения (положительное и отрицательное), Причем формирование управляющего воздействия (смена его полярности) осуществляется в моменты равенства нулю линейной комбинации величины и скорости рассогласования.Однако при использовании этого способа в системе управления устанавливается скользящий режим, приводящий к затягиванию переходного процесса.Цель изобретения состоит в уменьшении длительности переходных процессов, возникающих при автоматическом управлении.В предлагаемом способе эта цель достигается благодаря тому, что в моменты равенства нулю линейной комбинации величины и скорости рассогласования запоминают величину рассогласования, зафиксированное значение рассогласования ,используют в качестве управляющего воздействия, инвертируют управляющее воздействие в моменты равенства текущего рассогласования и заданной части зафиксированной величины рассогласования. Такое управление дает возможность получать переходные процессы из произвольн ния объекта в заданное, длительн рых меньше, чем при использовани ного выше, известного способа упра На фиг. 1 показан фазовый портрет системы, формирующей управление по предлагаемому способу; на фиг. 2 - переходные процессы, получающиеся при использовании из вестного способа управления с формированием управляющего воздействия в моменты равенства нулю линейной комбинации величины и скорости рассогласования (кривая 1), предлагаемого способа (кривая 2) и опти мального по быстродействию управления(кривая 3).Управление по предлагаемому сществляется следующим образом.Предположим, что система находилась в со стоянии покоя Х= О; Х=дХ/Ж,рассогласование системы,линейная комбинация рассогласово скорости равна нулю45 50 55 Если в некоторый момент времени, который примем за нулевой, возникнет начальное отклонение Х(0); Х(О), то в общем случае (аХ (0) +аХ(0) Ф 0) запоминание не производится и движение происходит только под действием начальных условий, так как по-прежнему У=О. Это движение происходит до момента времени 1=1 когда выполняется условие запоминания (1)а Х(о) + ааХ(1 о): О. После этого начинается второй участок движения - под действием запомненного сигнала У=Х(1 ю). Это управляющее воздействие поддерживается постоянным до момента когда выполнится условие переключения, т. е. текущее рассогласование Х(1) станет равно заданной части а от зафиксированного значения рассогласования Х(Ь)Х(1,) = о, Х(1,),В этот момент скачкообразно производится инвертирование управляющего сигнала, и начинается третий участок движения под действием величины У - Х(1 о). Это. движение продолжается до следующего момента запоминания 1.Параметр настройки - коэффициент пропорциональности а между зафиксированным значением рассогласования Х(1 о) и порогом а Х(1 о), при достижении которого производится инвертирование управляющего воздействия, можно выбрать так, что в указанный момент запоминания 1 г рассогласование Х будет равно нулю. Это означает, что Х=О; Х=О, и будет запоминаться нулевой сигнал, т, е. У=О.Если динамика системы, в которой используется предлагаемое управление, описывается дифференциальным уравнением второго порядка, то, начиная с момента 1 ь движение системы прекратится, т. е. при 1)1, Х(1) = =Х(1) =О. Следовательно, переходный процесс в такой системе затухает за конечный отрезок времени Т=1 о+1+.Описанное выше управление может быть иллюстрировано фазовым портретом (фиг. 1). Пусть объект управления и схема включения управляющего устройства, работающего по предложенному способу, таковы, что связь между рассогласованием Х и управляющим воздействием Ь имеет видХ+2 а Х+аХ= - К К где 4, К, и - постоянные числа.Тогда первому участку движения длительности 1 о будет соответствовать участок 1 за 5 10 15 20 30 25 35 40 кручивающейся (Ц)0) или раскручивающейся Я(0) спирали. Моментами запоминания будут моменты попадания фазовых координат на прямую ЛОМ, соответствующую уравнению (1). Второй участок движения (под действием сигнала l = Х изображается участком спирали 11. Когда изображающая точка, перемещаясь по этой траектории, достигает порога а х(о), происходит скачкообразное изменение управляющего воздействия на У= - Х(1 о) и движение переходит на участок 111. При соответствующей настройке коэффициента а этот участок 111 проходит через начало координат.При изменении начальных отклонений,пропорционально изменяются и величина управляющего воздействия У=-1-Х(1,), и порог переключения а Х(1), и начальные условия Х=Х(1,); Х - (а,/а) Х(Ьо), поэтому все траектории, полученные при различных начальных отклонениях, имеют одинаковый характер и затухают за время Т. Благодаря этому, не предполагая, использования сложных функциональных преобразователей, являющихся неотъемлемыми элементами при оптимальном управлении, предлагаемый способ позволяет получать в системе второго порядка при произвольных начальных отклонениях переходные процессы, затухающие за конечный отрезок времени Т, Длительность переходных процессов при использовании этого способа больше, чем при оптимальном управлении, но значительно меньше, чем в случае применения указанного выше способа управления с формированием управляющего сигнала в моменты равенства нулю линейной комбинации рассогласования и его скорости.Это иллюстрируют временные диаграммы переходных процессов, получающихся при использовании этих трех способов управления, показанные на фиг. 2. Предмет изобретенияСпособ автоматического управления объектом путем формирования управляющего воздействия в момент равенства нулю линейной комбинации величины и скорости рассогласования, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности переходного процесса, в указанные моменты времени запоминают величину рассогласования и используют ее в качестве управляющего воздействия, затем инвертируют управляющее воздействие в моменты равенства текущего рассогласования и заданной части запомненной величины рассогласования.435500 Составитель А. ГалкинРедактор Л. Утехина Техред В. Рыбакова Корректор Т. Гревцова аказ 3207/12ЦНИ ПодписноеР пография, пр. Сапунова Изд, Мо 971 Государственного кпо делам изобр Москва, Ж, Р/уъ.а Тираж 760итета Совета Министров Стений и открытийушская наб., д. 4/5