Нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с переменной структурой

(088.8) по делам изобретений и открытий(54) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙГеоУдарст ениый комитет (23) Приори е Изобретение относится к системам автоматического управления с переменной структурой.Известны нелинейные корректирующие устройства с переменной структурой, содержащие блок изменения структуры, коммутатор, первый и второй сумматоры, безынерционные звенья, блок инверторов, позволяющие улучшить качество свободного движения системы и устранить автоколебания при ее вынужденном движении 11 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления с переменной структурой 12, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, блок изменения структуры, первый Коммутатор, первое безынерционное звено, второй коммутатор и второй сумматор, а также второе безынерционное звено, вход которого соединен с вторым выходом первого коммутатора, а выход - с вторыми входами второго сумматора и второго коммутатора, причем третий вход второго коммутатора соединен с первым входом первого сумматора, четвертый вход - с выходом первого сумматора, второй выход - с вторым входом второго сумматора, третий выход - с вторым входом, а четвертый выход - с третьим входом первого сумматора, вторые входы первого сумматора, блока изменения структуры и первого коммутатора соединены с первым входом устройства,Такое устройство позволяет изменятьхарактеристики закона управления в процессе регулирования, что дает возможность восстанавливать в системе скользящий ре жим. Наличие скользящего режима позволяет устранить автоколебания при вынужденном движении системы.Однако в процессе регулирования существенно не уменьшается медленно меняющаяся составляющая сигнала ошибки, что не дает возможность получить в системе максимальную точность.Целью предлагаемого изобретения является повышение точности системы.Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит последовательно соединенные низкочастотный фильтр, интегратор и нелинейный элемент с зоной нечувствительности, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а входнизкочастотного фильтра соединен с вторым входом первого сумматора.На фиг. 1 представлена статическая характеристика нелинейного элемента; на фиг. 2 - структурная схема предлагаемого нелинейного корректирующего устройства.Оно содержит первый сумматор 1, блок 2 изменения структуры, первый коммутатор 3, два безынерционных звена 4 и 5, второй сумматор 6, второй коммутатор 7, низкочастотный фильтр 8, интегратор 9, нелинейный элемент 10 с зоной нечувствительно О сти.Устройство работает следующим образом, На первый сумматор 1, формирующий функцию переключения, подаются сигналы ошибки и ее первой производной и сигнал с выхода безынерццонных звеньев 4 или 5 че 1 эез зт 01 зоЙ ком мутато 1 з 7 В зависимости от составления первого коммутатора 3.Блок 2 изменения структуры ня основе и- ф 01 змяцРги О знаках сиГняла ОшиОКР 1 и сиГ- наля функции переключения с помощью пер вого коммутатора 3 изменяет структуру системы, измеяя Выходное Воздействие по сип алу ошибки, олучдемое я Выходе Второго сумматора 6.Функция переключения формируется кякЫ линейная комбинация сигналов ошибки и ее производной и сигнала с выходя одного из безынерционных звеньев в зависимости от состояния первого коммутатора 3. Эти сигалы берутся с определенными весовыми коэффициентами, которые изменяются при Зь отсутствии и наличии в систегмс скользящего режима. Работа второго коммутатора 7 заклочается в том, что, оц рясознает ь Р 1- Л ИЧИС ИЛИ ОТСУТСТВИЕ В СИСгЕЗ 1 Е СКОЛЬЗЯЦС.ГО режьма. Это делается ня Ос 10 зе янд.из 1 сиГР 1 аля фнпкцгР перец;1 гочения, который в СКОЛЬЗЯЩЕМ РЕЖИМЕ ЯВЛЯЕТСР ВЫСОКГРЧЯСтГ тным. Частота переключения зависит только от характеристик блока 2 изменеьья структуры и первого коммутатора 3 и может достигать больНих значений. Исполительные пепи Вто 11 ОГО ком мутято 1)я 7 при наличии высокочастотного режима находятся в од- НОМ ЧСТОЙЧИВОМ СОСТ 051 НИь 1 Я ПЭИ ЕГО ОТСУТ- стгзии -- в другом.Таким сбразом, при существовании В системе скользяцего 1 зежигд второй коммутд- и тор 7 подключает к первому 1 и второму 6 сумматорам сигнал, соответствующий одним :Нгзченигьм сигяла ошибки и ес производной, д при его отсутствии - другим значениям, изменяя частотные характеристики коррек 56 тирующего устройства в целом и фазовые соотношения функции переключения, ФазоВыс соотношения функции переключения изменяются тяк, чтобы в системе, всегла существовал скользящий режим.Низкочастотный фильтр 8 выделяет мед- у ленно меняющуюся составляющую сигнала ошибки, которая поступает на интегратор 9.Сигнал с выхода интегратора подается на первый вход нелинейного элемента О с зоной нечувствительности, в результате чего происходит регулирование зоны нечувствительности в соответствии со следующим алгоритмом= з о .г х,4,здесь ЬЬ - начальное и текущее значение зоны нечувствительности;Хо - медленно меняющаяся составляющая сигнала ошибки.Регулирование зоны нечуствительности нелинейного элемента приводит к изменению его статической характеристики в результате чего происходит уменьшение медленно меняющейся состав яюшей. Если возмущающее воздействие, приложенное с системе, постоянно во времени, то медленно меняющаяся составляющая уменьшается ло нуля, если оцо линейно наростает, то медленно меняющаяся составляющая уменьшается ло некоторого значения, зависящего от скорости изменения Возмущения.Таким образом ввелеие нелинейного элемента, зона нечувствительности которого изменяется в соответствии с предложенным алгоритмом, позволяет су 1 пественно умень- :пить медленно меняющуюся составляющую сигнала ошибки и тем самым увеличить точность системы. Формула изобретенияНелинейное корректирующее устройстволля систем яв Гоматического управления спеосменной структурой, содержащее последовательно соелиненные первый сумматор,блок изменения структуры, первый коммутатор, первое безынерционное звено, второйкоммутатор и второй сумматор, а также втоььос безынерционное звено, вход которогосоединес Вто 1)ым выходом первогО комМУтятОРД, а ВЫХОД - С ВТОРЫМИ ВХОДаМИВторо о сумматора и второго коммутатора,третий вход Второго коммутатора соединенс ервььм Входом первого су мматора, четВертый вход - с выходом первого сумматора, второй выходс вторым входом второго сумматора, третий и четвертый выходы-. с Вто)ым и ТретьИ Входами гервогосумматора, соответственно, вторые входыпервого сумматора, блока изменения структьРы и пеРвого коммУтатоР 11 соединены свходом устройства, отлии.юи(ееся тем, что,с целью повышения точности системы, оносодержит последовательо соединенные низкочастотцый фильтр., и.гтег рятор и нелиейый элемент с зоной нечувствительности,второй Вход которого соелиен с гзыхоломВторого сумматора, я Вход изкочастотногофильтря соединен с вторым вхолом первогосумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 485411, кл. Сз 05 В 11,101, 06.08.74.2. Авторское свидетельство СССРРчо 584284, кл. Сз 05 В 302, 06.04.76 (рототип).Составитель Г вич Техред К. Шу Тираж 956 ИПИ Государственного по делам изобретений 5, Москва, Ж - 35, Рау ППП Патент г. Ужгорфри Корректор Е. Папи Подписное комитета СССР и открытий шская наб., д. 4/5 од, ул. Проектная, 4