Нелинейное корректирующее устройство для динамических систем с ограничением

Союз Советских Социалистических Республик0 П И С А Н И Е 11 воа 949ИЗОБРЕТЕН ИЯ ТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, сви(ф 05 В 5/О присоединением заявки ЛЪ 2108889 осударстаеииыи комит Совета Министров ССС по делам изобретеиий и открытий.3(088 45) Дата опубликования описания 0.0). Я 3(7 вител 4) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИ КТИРУОЩЕЕ УСТРОИСТВЕМ С ОГРАНИЧЕНИЕМ влияние ограни:цця на дива САУ проявляется в том,Изобретение относится к области системагоматического управления (САУ) и можетбыть использовано в системах управления летательных аппаратов с ограничением скорости изменения управляющего сигнала, содержащего помеху.Известны устройства для устранения отрицательного влияния ограничения 11.Наиболее близким по технической сущности решением является устройство 12, содержащее первый коммутатор, выход которогосвязан со входом элемента с ограничением,источник постоянного напряжения, выход которого подсоединен ко входу первого коммутатора, элемент сравнения, входы которого подключены ко входам первого коммутатора иыходу элемента с ограничением, а выход через второй коммутатор - ко входам первогои второго интеграторо, в цепь обратной связи которых включены выпрямительные элементы, например диоды, при этом выходы первогои второго коммутатора связаны с управляюши-ми входами первого коммутатора,Целью изобретения является увеличениесреднего значения управляюгцего сигнала придвухстороннем ограничении сигнала помехи.Для этого устройство дополнительно содержит фиксатор периода изменения управляюше го сигнала, третий коммутатор и третий интегратор, при этом выход третьего интегратора подключен к управляющему входу второго коммутатора, а вход - ко входам первого коммутатора и фиксатора периода изменения управляющего сигнала, выход которого через третий коммутатор связан со входами интегратора.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого корректирующего устройства; на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясня 1 ощце работу функциональной схемы.Предлагаемое устройство содержит коммутаторы- 3, управляющие входы 4 - -7 коммутаторов 1 - 3 соответственно, интеграторы 8- 10, элемент 11 с ограничением (насышением), элемент сравнения 12, входы 13 и 14 элемсцпга сравнения 12, фиксатор 15 периода изменения управляющего сигнала; источник 1 б постоянного напряжения, равного уровню ограничения.г 1 а фиг. 2 приняты следующие обозначения А 1) - управлякгщий сигнал: Х 11) выходной сигнал, а(1) -- амплитуда полезного сигнала, В - величина уровня ограничения.Отрицательноенамические свойстчто при прохождении управляющего сигнала д(1), состоящего из полезного (медленноизменяюшегося) сигнала а (т) и гармонической помехи Езпт, через элемен с ограничением 11 происходит ограничение как положительной, так и отрицательной полуволн управляющего сигнала д (т) (заштрихованные сигналы на фиг. 2), хотя уровень ограниченя В выше амплитуды полезного сигнала а. Это двухстороннее ограничение может иметь место в САУ при ограничении скорости изх(нения управляющего сигнала, обусловленной наличием помех и наличием в САУ элементол с ограничением скоростной характеристики. Например, на летательном аппарате из-за ограниченной мощности исполнительных устройств может происходить ограничение скорости перемещения штока силовых механизмов. Такие исполнительные устройства являются звещ,- ями с ограничением (насыщением), При нали.чии помех крутизна их функций смешения уменьшается, что соответствует уменьшен 5 о амплитуды полезного сигнала а(т), а это, в свою очередь, может привести к ухудшению динамических свойств САУ.Для повышения (для компенсации уменьшения) амплитуды полезного сигнала а (1) предлагается задерживать на определенное время Лт состояние насыщения с помощью источника 16 постоянного напряжения, полярность сигнала которого соответствует полярности полезного сигнала а(т).Функциональная схема реализации предложенного способа компенсации влияния ограничения работает следующим образом.Под действием управляющего сигнала д)фиксатор периода 15 с помощью коммутатора 3 включает в работу интегратор 10 в начале периода изменения управляющего сигнала. Одовременно управляющий сигнал д поступает через коммутатор 1 на вход элемента с ограничением 11 и на вход 14элемента сравнения 12, на вход 13 которого поступает выходной сигнал х(т) элемента с ограничением 11.Интегратор 10 интегрирует положительнуюполуволну управляющего сигнала д) и с помощью коммутатора 2 подключает вход интегратора 9 к выходу элемента сравнения 12.В линейном режиме работы (без ограничения) входной д(1) и выходной х(т) сигналы элемента с ограничением 11 равны между сооой и противопо Ожны по знаку, поэтому на выходе элемента сравнения 12 разностный сигнал равен нулю. Коммутатор 1 не подключает дополнитеь 5 Ое ком песруюшее напряжениеВ источника 16 ко входу элемента 12 с орачением, так как на его управлякрщие входы 4 и 5 не поступают сигналы с выходов интеграторов 8 и 9. Компенсация влияния ограничения отсутствует.Как толы(о сигнал д(т) превысит уровень ограничения равный величине В, то выходной сигнал элемента сравнения 12 интегрируется интегратором 9 и запоминается на интервале насыщения. Интегратор 9 включает в работу коммутатор 1, который подключает источник 6Формула изобретения 50 Нелинейное корректирующеестройство для динамических систем с ограничением, содержащее первый коммутатор, выход которого связан со входом элемента с ограничением, источник постоянного напряжения, подключенный ко входу первого коммутатора, элемент сравнения, входы которого подключены ко входу первого коммутатора и выходу элемента с ограничением, а вьход через второй комму 55 60 Ост 05 пНОГО напряжения (+ В) ко входу элемспа с ограничением 11.11 ри выходе управляощего сигнала д)из зо 5 ы ограничения интегратор 9 разряжается выходным сигналом элемента сравнения 12другой полярности. При этом на время Л( разряда интегратора 9 коммутатор 1 сохраняетподключенный ко входу элемента 11 источник 16 постоянного напряжения. Как тольковыходной сигнал интегратора 9 станет равнымнглю, коммутатор 1 отключает источник 16.ОТаким образом, время дополнительного насыщения пропорционально проинтегрированной ограниченной части управляющего сигнала д).При изменении полярности управляющего5 сигнала д интегратор 10 разряжается отрицательной полуволной сигнала д(т). Еслив конце периода изменения управляющего сигнала выходной сигнал интегратора 10 изменитзнак, то коммутатор 2 подключает к выходуэлементсравнения 12 интегратор 8. Коммут- торв этом случае подключит источник пос 20тоянного напряжения ( - В) в момент очередного выеоаа дпрааг 1 яюшего сигнала дГ".; иазоны ограничения,Если в конце периода изменения управляю 25 щего сигнала д) выходной сигнал интегратора О не изменит знак, то рассмотренная работа функциональной схемы повторится. Приэтом фиксатор периода изменения управляющего сигнала 15 приводит в исходное состояние интегратор 10 с помощью коммутатора 3в конце каждого периода изменения сигнала д).Дополнительное задерживание Л( состояния насыщения элемента 11 с ограничениемприводит к увеличению амплитуды его выходного полезного сигнала а .Таким образом, компенсируется эффект насыцения скорости изменения регулируемой коорд.латы,При этом следует иметь в виду, что уровеньограничения В элемента 11 с насыщением со 4 о ответствует уровню ограничения скорости перемещения штока силового механизма исполнительного устройства САУ.Технико-экономическая эффективность предложенного способа компенсации влияния огра 45 ничения состоит в том, что его реализацияпозволит улучшить динамические свойства САУс ограничением скорости изменения управляющего сигнала, содержащего гармоническую помеху.603949 Г 1): ои)+есои г. Составитель Г. РоманченкоТехред О. Луговая КорТираж 1033 По едактор В. Гончуковаказ 2085/38 ектор Н.ТУисное нного комитета Совета М м изобретений и открыт.НИИПИ Государств по дела 113035, Москнистрон С д. 45 а. Ж.35, Раушская на тент, г. Ужгород, ул. ал ПППктная, 4 татор - ко входам первого и второго интераторов, в цепь обратной связи которых включены выпрямительные элементы, выходы первого и второго коммутатора связаны с управляющими входами первого коммутатора, отличающееся тем, что, с целью увеличения среднего значения управляющего сигнала, содержащего помеху, при двустороннем ее ограничении, оно содержит фиксатор периода изменения управляющего сигнала, третий коммутатор и третий интегратор, при этом вы ход третьего интегратора подключен к управляющему входу второго коммутатора, а вход - ко входам первого коммутатора и фикспора периода изменения управляющего сигнала, выход которого через третий коммутатор связан со входами интегратора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР М 346706, кл. Сз 05 Р 5/01, 25.01.71. 2. Авторское свидетельство СССР Хо 4844%,кл. Сз 05 Ь 5/01, 09.01.74.