Устройство для оптимального по быстродействию управления

О П И С А Н И Е (и) 447683ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сееетскик Социалистических(22) Заявлено 09.02,73 (21) 1881018/18-24 51) М. Кл, б 05 Ь 11 нением заявкис присое Государственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(53) УДК 621.3(088.839 Дата опубли ния описания 09.06,7 72) Авторы изобретени Е. Г. Извольский, В. Кузи абачный овский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЪНОГО ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ УПРАВЛЕНИЯ1Изобретение относится ки и может быть исполь ния оптимального по быс управления (т. е; миним равления при ограниче скорости сервомотора) о ная функция которого име к области автоматиовано для обеспечетродействию режима ального времени упнной располагаемой бъектом, передаточет вид ф оо (Р) :7;+1с - коэффициент усиления объек Т - постоянная времени объекта. де: Скорость сервомотора постоянна, и динамика сервомотора определяется уравнением интегрирующего звена.Известные устройства для автоматического управления содержат соединенные последовательно сумматор, релейный усилитель, сервомотор и измеритель выходной величины сервомотора, а также измеритель и задатчик регулируемой величины, выходы которых присоединены ко входам элемента сравнения, выход которого связан с первым входом сумматора и через последовательно соединенные дифференциатор и выпрямитель - с первым входом первого блока умно".кения, второй вход которого подключен к измерителю выходной величины сервомотора, а выход - ко второму блоку умножения, соединенному с нелинейным преобразователем, и выход которогосвязан со вторьгм входом сумматора.Предлагаемое устройство отличается тем,что оно дополнительно содержит второй вы 5 прямитель, вход которого соединен с выходомизмерителя выходной величины сервомотора,а выход подключен ко входу нелинейного преобразователя,Это позволяет обеспечить минимальное вре 10 мя регулирования инерционным объектом первого порядка при вариациях его коэффициента усиления,На чертеже приведена функциональная схема устройства, Оно содержит сумматор 1, ре 15 лейный усилитель 2, сервомотор 3, элемент 4сравнения, задатчик 5 выходной величины, измеритель 6 выходной величины объекта, дифференциатор 7, выпрямитель 8, блок 9 умножения, измеритель 10 выходной величины сер 20 вомотора, выпрямитель 11, нелинейный преобразователь 12, блок 13 умножения и инерционный объект 14 первого порядка.При подаче управляющего воздействия х 3 яд,задатчик 5 выдает на элемент 4 сравнения25 электрический сигнал, пропорциональный задающему воздействию. Этот сигнал сравнивается с сигналом, идущим с измерителя 6, Свыхода измерителя сравнения сигнал ошибкиидет на один из входов сумматора 1 и на диф 30 ференциатор 7. После дифференцирования, вы447683 гК Кт Та + и Хаад(2) о Коб 50- КрТ (81 ЯП а) 555 т, е,или деления модуля сигнала в выпрямителе 8 и перемножения с сигналом, идущим с измерителя 10, в блоке 9 умножения сигнал, пропора) - 1 оциональный , подается на один изгК,входов блока 13 умножения, На второй вход блока умножения подводится сигнал, проходящий с выхода измерителя 10 через выпрямитель 11 и нелинейный преобразователь 12 и пропорциональный значению функции Р . После перемножения сигнаКрс 1 лов, пропорциональных Р(1 ) ) н1 Кр 7 ) гКр в блоке умножения 13 произведение этих сигналов идет на второй вход сумматора 1, формирующего функцию переключения где Кр - постоянная скорость сервомотора, ае = хаад - х. Поскольку в данном случае выходная величина сервомотора и уравнение фазовой траектории на первом интервале управления определяются известным выражением- Т + К, обКрТ811 п1 й )( 1 + за И + хаад (3) К,бКр а также учитывая, что на первом интервале81 ЯП= - 81 ЯП (:/КобК р): - 81 ЯП -. (4) выражений из (2), (3) и (4) следует, что 5 = - К,Т 55 пп а) 5 п+ -зап а) .=КобКр=1 - 51 ап 5 а- (,4 Характеристика нелинейного преобразовате оля Р( ) определяется выражениемКрт Г5 и() -ТБ - КобКрТ (81 Я 5) е) пп 1 +об р 1/1 К К10 а 1) - о2 ККТ КТ15 0,5 Ф п 1 - Ф Подставив выражения для Р и б в выражение алгоритма переключения (1), получим, ЧТО фуНКЦИЯ ПЕРЕКЛ 1 ОЧЕНИЯд б + Т К бКрТ (81 п б) 1 1 +КобКрс точностью до постоянного множителя КобКрТ совпадает с известной оптимальной (в смысле времени) функцией переключения.Таким образом, алгоритм (1) обеспечиваетоптимальное по быстродействию управление.Причем, так как для его реализации не требуется априорной информации о значении коЭффнцИЕНта уСИЛЕНИя ОбЪЕКта Коб, ОПтИМаЛЬ- ное управление гарантируется при любых вариациях параметра КобРелейный усилитель 2, в зависимости от З 5 . знака входного сигнала д, включает сервомотор 3, начинающий движение в одну или другую сторону с постоянной скоростью Кр. Сервомотор перемещает орган управления, воздействующий на объект, Объект управления 40 изменяет значение своей выходной (регулируемой) координаты. В момент достижения регулируемой координатой значения х = хаад сигнал с элемента сравнения становится равным нулю. Сигнал на входе в релейный уси литель также становится нулевым. При этомсервомотор отключается и движение объекта прекращается. Предмет изобретения Устройство для оптимального по быстродействию управления, содержащее соединенные последовательно сумматор, релейный уси литель, сервомотор и измеритель выходной величины сервомотора, а также измеритель и задатчик регулируемой величины, выходы которых подсоединены ко входам элемента сравнения, выход которого связан с первым 60 входом сумматора и через последовательносоединенные дифференциатор и выпрямитель - с первым входом первого блока умножения, второй вход которого подключен к измерителю выходной величины сервомотора, а 65 выход - ко второму блоку умножения, соеди447683 при вариациях его коэффициента усиления, оно содержит второй выпрямитель, вход которого соединен с выходом измерителя выходной величины сервомотора, а выход подклю чен ко входу нелинейного преобразователя. Составитель 3. МарковаКравцова Техред Т. Миронова Коррек Редакт гказ 1339/10ЦНИИП Изд,525осударственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушская одписно ипография, пр. Сапунова, 2 ненному с нелинейным преобразователем, и выход которого связан со вторым входом сумматора, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения минимального времени регулирования инерционным объектом первого порядка Тираж 760Совета Министров СССРоткрытийнаб., д. 4/5