Способ компенсации влияния помех на динамические свойства автоматических систем с ограничением

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Р 1 540255 Союз Советских Социалистических Республик(21) 2047621 з 24 2 6 05 В 11/О с присо ением заявкиГосударственный комитет иоритет Совета Министра(54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИЯ ПОМА ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКИС ОГРАНИЧЕНИЕМ ИСТ Предлагаемое изобретение относится к области нелинейных систем автоматического управления (САУ) и может быть использовано в системах автоматического управления летательных аппаратов, содержащих элементы с ограничением и подверженных воздействию помех.В системах с ограничением возможно забитие усилительного тракта помехой, которое может привести к ухудшению динамических 1 свойств САУ.Известны способы влияния помех. Одним из известных решений является способ, основанный на вычитании сформированного компенсирующего сигнала из управляющего сигнала и 1 получения тем самым форсировки управляющего сигнала.Недостаток этого способа состоит в том, что, если частота помехи, например первый тон упругих колебаний корпуса беспилотного 2 летательного аппарата, близка к частоте полезното сигнала, то в процессе компенсации (вычитания) увеличиваются скорость изменения и амплитуда управляющего сигнала, что требует улучшения скоростной характеристи ки рулевого привода и расширения диапазона возможных перегрузок.Улучшение скоростных характеристик рулевого привода связано с увеличением его мощности, а увеличение перегрузок требует упроч пения корпуса летательного аппарата, что трудно технически реализуемо, так как повышается вес рулевого привода и корпуса летательного аппарата.Наиболее близким техническим решениех к данному изобретению является способ компенсации влияния помех на динамические свойства систем с ограничением, основанный на сравнении управляющего сигнала, содержащего помеху, с сигналом, пропорциональным величине ограничения, интегрировании разностного сигнала и его запоминании.Недостатком известного способа является то, что суммирование дополнительно сформированного компенсирующего сигнала (разряда интегратора) с управляющим сигналом приводит к появлению отрицательного фазового сдвига управляющего сигнала, содержащего помеху, параметры которой близки к параметрам полезного сигнала. Отрицательный фазовый сдвиг управляющего сигнала ухудшает динамические свойства САУ.Целью настоящего изобретения является повышение точности компенсации при достижении параметров помехи, близких к параметрам полезного сигнала.Поставленная цель достигается тем, что дифференцируют управляющий сигнал при выходе его из зоны ограничения и вычитают запомненный проинтегрированный сигнал из10 15 20 25 30 35 40 45 50 управляющего сигнала с момента равенства нулю продифференцированного сигнала до момента равенства нулю проинтегрированного сигнала.В результате того, что вычитание компенси;рующего сигнала из управляющего осуществляется в момент возрастания амплитуды помехи, сглаживается управляющий сигнал, снижаются требования к скоростной характеристике рулевого привода и допустимой перегрузке, а образующееся фазовое опережение (форсировка) улучшает динамические свойств а С АУ с огр аничен нем.На фиг, 1 изображена блок-схема замкнутой системы автоматического управления, являощаяся примером реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 и 3 представлены осциллограммы, поясняющие работу СЛУ.Система управления содержит усилитсльпреобразователь 1 САУ, элемент 2 с ограничением, звено 3 с зоной нечувствительности, пропорциональной зоне ограничения, интегратор 4, коммутатор 5, дифференцирующее устройство б, сумматоры 7 и 8.В линейном режиме работы СЛУ (без ограничения) сигнал с выхода звена 3 на вход интегратора 4 не поступает, так как амплитуда управляющего сигнала Х состоящего из полезного сигнала А и помехи Х, меньше зоны ограничения Н звена 3. Интегратор 4, постоянная времени интегрирования которого пропорциональна полосе пропускания САУ, не заряжается. Его выходной сигналравен нулю. Компенсация влияния ограничения помехи Х отсутствует.Как только управляющий сигнал Хпревысит уровень Н насыщения САУ, например из-за действия помехи Х, приведенной ко входу сумматора 8, то элемент 2 (силовой механизм привода) встанет на ограничительный упор, а интегратор 4 начнет при этом интегрировать выходной сигнал звена 3. Выходной сигнал звена 3 в режиме насыщения пропорционален,разности между уровнем ограничения Н и управляющим сигналом Х,х,При выходе САУ из зоны насыщения выходной сигнал звена 3 равен нулю, так как Х,х(Н. Интегрирование прекращается. Однако заряд на интеграторе 4, величина которого пропорциональна ограниченной части управляющего сигнала Х, сохраняется (запоминаютсЯ) . Как только Выходной сигнал Хвых ДО- стигнет экстремального значения (первая производная при этом равна будет нулю), то в этот момент с выхода дифференцирующего устройства б поступит сигнал на управляющий вход коммутатора 5. Он разрядит интегратор 4 и подключит при этом его цепь разряда ко входу сумматора 7. Выходной сигнал интегратора 4 является компенсирующим сигналом. Компенсирующий сигнал вычитается из управляющего сигнала Хх. При этом в зависимости от параметров помехи во время компенсации и величины заряда интегратора 4 происходит сглаживапис (см. фиг. 2) либо некоторос увеличение амплитуды (см, фиг. 3) управляющего сигнала, Это приводит к улучшению динамических свойств СЛУ с ограничением, так как первая (основная) гармоническая составляющая управляющего сигнала приобретает форсирующие свойства за счет действия компенсирующего сигнала.Использование предлагаемого способа компенсации влияния помех на динамические свойства автоматических систем с ограничепием обеспечивает по сравнению с существующими способами то преимущество, что повышается точность компенсации влияния ограничения помехи, параметры которой близки к параметрам полезного сигнала, что особенно важно для условно-устойчивых САУ, к которым относятся системы управления беспилотных летательных аппаратов. Формула изобретения Способ компенсации влияния помех на динамические свойства автоматических систем с ограничением, основанный на сравнении управляющего сигнала, содержащего помеху, с сигналом, пропорциональным величине ограничения, интегрировании разностного сигнала и его запоминании, отл и ч а ющий с я тем, что, с целью повышения точности компенсации при параметрах помехи, близких параметрам полезного сигнала, дифференцируют управляющий сигнал при выходе его из зоны ограничения, вычитают запомненный проинтегрированный сигнал из управляющвго сигнала до момента равенства нулю проинтегрированного сигнала.2 тавптель В. ГуоановТекред Е. Петрова Корректор Т. Доброзольска елактор Ф. Хлебнико каз 3015/15 ПодписноеССР И биография, пр. Сапунов Изд.377 Государственног по делам из 3035, Москва, Ж