Система для моделирования динамических процессов в системах автоматического управления

) 64926 ОПИСАНИЕйИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Ссциплистическнх Республик(51) М 5 В 17/02 соединением заявкиГосударственный комитет СССР(45) Дата опубликования описания 30,01.7 Авторы изобретени В. Кромски шо(54) СИСТЕМА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАВТОМАТИ ЧЕСКОГО УПРАВЛ ЕН ИЯ Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно - к аналоговым вычислительным устройствам, применяемым для моделирования дискретных систем, и может быть использовано при исследовании динамических процессов в дискретных системах управления (ДСУ)в которых осуществляется формоимпульсное пр еоор азов ание.Известны системы для моделирования динамических процессов в системах автоматического управления различного назначения, содержащие такие звенья как моделируемый объект управления, блок управления, сумматор, блок усиления, интегратор 1. Такие устройства могут быть использованы для моделирования лишь непрерывных систем управления. Это их недостаток.Прототипом предложенной системы является система для моделирования динамических процессов в системах автоматического управления, содержащее усилители и сумматорвходы которого соединены с выходами первого и второго усилителей, а выход соединен со входом моделируемого объекта управления, к выходу которого подсоединен первый вход третьего усилителя 12.Недостаток известного устройства заключается в том, что область его применения ограничена, во-первых, возможностями мо- ЗО делирования процессов только с фиксированными параметрами формоимпульсного преобразования Ь и а; и, во-вторых, техническими трудностями реализации устройства при моделировании низкочастотных процессов,наличие жестких связей структуры известного устройства с параметрами моделируемого формоимпульоного преобразователя (Ь, а;) исключает возможность его использования при исследовании процессов преобразования в широком диапазоне изменения параметров й и а;. Всякий раз при изменении параметров Ь и а; необходимо менять структуру известного устройства, т. е. его состав и связи элементов, в частности, вводить дополнительные блоки запаздывания.При моделировании низкочастотных процессов реализация известного устройства сопряжена с необходимостью использования конденсаторов и резисторов с большими значениями емкостей и сопротивлений, что представляет известные технические трудности.Целью изобретения является устранение указанного недостатка известного устройства, а именно - расширение области его применения путем обеспечения возможности моделирования динамических процессовТ, Т то ДСУ можно рассматривать приближенно как непрерывную, в которой ключ заменен безинерционным усилителем с коэффициентом ЧТо.Условие (1) обычно выполняется на практике при моделировании динамических процессов в системах с инерционным объектом управления.В общем случае функция веса 5(1) формоимпульсного корректора отлична от нуля лишь на конечном интервале времени О( (1(Т а передаточная функция всегда трансцендентна. При многократной форме импульсов передаточная функция формоимпульсного корректора записывается в виде 1 й 5(Р) = - а, = (ае - ае - 1) е - е - 11 1=2,Практическое использование приближенной непрерывной модели, включающей эвено с передаточной функцией вида (2), связано с известными трудностями, обусловленными необходимостью включения в схему модели элементов запаздывания аналов ДСУ в широком диапазоне изменения параметров формоимпульсного преобразователя и без перестройки структуры этого устройства.Указанная цель достигается за счет того, что в известное устройство дополнительно введены последовательно соединенные первый и второй дифференциаторы, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым усилителями, и блок переключения, соединенный с одним из входов трех усилителей.Это позволяет расширить область применения системы.В оонову разработки системы положено использование приближенного эквив алентного представления ДСУ с формоимпульсной коррекцией в виде непрерывной модели.Предложенное непрерывное представление для систем с формоимпульоной коррекцией может быть получено, исходя из следующих соображений. Известно, что модель реального объекта управления, как непрерывного элемента системы автоматического управления, обладает свойствами фильтра низких частот, Если период дискретности Т, (интервал между двумя соседними моментами замыкания ключа) мал по сравнению с основными постояиными времени Т, модели объекта управления, т. е, гового или дискретного типа и необходимостью изменения структуры устройства при изменении формы импульсов.Если в выражении (2) ехр( - 1 - Р)раз. То 5 йложить в ряд Маклорена, и ограничиться первыми тремя членами ряда, тогда передаточную функцию разомкнутой системы автоматического управления с формоим пульсной коррекцией можно записать в ви- де У (Р) "ф об то+ Е:1 То Р, (3) где Ж,б(Р) - передаточная функция моделируемого объекта управления.В основу разработки структуры предлагаемого технического решения положено выражение вида (3). Структурная схема З 0 устройства для моделирования динамических процессов в САУ с формоимпульсным преобразователем показана на чертеже.Устройство содержит первый усилитель 1с коэффициентом35 й 3 Е=1 К,=Ь первый и второй дифференциаторы 2, 3; второй усилитель 4 с коэффициентом Етретий усилитель 5 с коэффициентомй250 К, =131 (е - 1) + 11 аеТо 6 Ьае,Е=1 сумматор 6; моделируемый объект 7 управления; блок 8 переключения.В системе с блока 8 переключения в зависимости от требуемых значений Ь и ае моделируемого процесса формоимпульсного преобразователя устанавливают соответствующие значения коэффициентов Кь К, и 60 Кз в усилителях 1, 4, 5. При включениисистемы сигнал с выхода моделируемого объекта 7 управления усиливается и по трем цепям подается на входы сумматора 5: по одной цепи - непосредственно, по вто рой - через дифференциатор 2 и усилитель645126 Формула изобретения Составитель А. Лащев Редактор Б, Герцен Техред А. Камышникова Корректоры; А, Николаева и Л. КорогодЗаказ 2472/8 Изд Мо 126 Тираж 1014 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 54, по третьей - через дифференциаторы 2, 3 и третий усилитель 5. С выхода сумматора 6 сигнал, эквивалентный результату формоимпульоного преобразования, подается на вход моделируемого объекта 7 управления. При исследовании процессов формоимпульсного преобразования с другими параметрами осуществляют перестройку коэффициентов Кь К 9 и К, в усилителях 1, 4, 5.Поскольку предлагаемое устройство без каких-либо изменений может быть использовано при моделировании различных форм импульсной коррекции, чего нельзя сделать с помощью известного устройства, то тем самым расширяется область его применения и достигается цель, поставленная при разработке предлагаемого изобретения.Устройство может быть использовано на этапе проектирования дискретных систем управления с формоимпульсной коррекцией при поиске оптимального варианта формы импульсного преобр азователя,Система для моделирования динамических процессов в системах автоматическо 5 го управления, содержащая усилители исумматор, входы которого соединены с выходами первого и второго усилителей, а выход соединен со входом моделируемогообъекта управления, к выходу которого10 подсоединен первый вход третьего усилителя, отличающаяся тем, что, с цельюрасширения области применения устройства, оно содержит последовательно соединенные первый и второй дифференциаторы,15 выходы которых соединены соответственнос первым и вторым усилителями, и блокпереключения, соединенный с одним извходов трех усилителей.Источники информации,20 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 524196, кл, 6 066 7/48, 1976,2. Авторское свидетельство СССРМа 516056, кл. 6 05 В 17/02, 1976.