Способ компенсации инерционности систем автоматического управления и регулирования

И САН ИЕ О П Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 110374 (21) 2004300/18-24 1 с присоединением заявки Мо Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открцтий(54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ИНЕРЦИОННОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ. - .Щ а;=д 6, .й+ЬмЙЮЮййЫ 1Предлагаемое изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в которых как правилб, содержатся звенья, обладаюцие инерционностью. 5Известен способ компенсации инер- ционности двигателя, который состоит в том, что путем сравнения знаков напряжения управления двигателя с напряжением, пропорциональнымскорости 10 врацения двигателя, выявляют те интервалы времени, на которых знаки сигналов не совпадают, формируют .корректируюций сигнал, сдвигают его на четверть периода собственных колебаний 15 системы и подают на звено, разрываюцее на время действия корректируюцего сигнала цепь основного управляюцего сигнала (1)20 Недостаток известного способа малая точность компенсации инерционности,Наиболее близким техническим решением является способ компенсации25 инерционности систем; автоматического управления и регулирования, основанный на формировании сигнала регулирования. сигнала скорости регулируемого сигнала и сигнала ошибки системы 2). 30 алая точность компенсации инерционности - недостаток известного способа.Цель изобретения - повышение точности компенсации инерционности, которая достигается тем, что определяют знак сигнала разности сигнала ошибки и сигнала скорости регулируемого сигнала и изменяют знак сигнала регулирования при несовпадении его со знаком сигнала разности.Нафиг. 1 изображена структурная электрическая схема для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 представлены кривые сигналов.На вход ключевого устройства 1 подают сигнал ошибки или сигнал рассогласования системи. Выход ключевого устройства можно соединятьс любыми звеньями систевы, либо, если они.отсутствуют, с двигателем 2. Напряжение Я, пропорциональное скорости двигателя, подают на вход логического устройства 3, Сюда же подают сигнал ошибкиВыход логического устройства соединен сключевым устройством.Компенсация инерционностей происходит следуюцим образом,На логическое устройство 3, анализирующее знаки и величины посту"дающихсигналов, подают напряжениеошибки Р и напряжение Й , пропорциональное скорости вращения двигателя,например, с тахогенератора или смостовой схемы. В качестве логического устройства могут быть использонаны самые различные схеьк, например,схемы совпадения. С помощью логического устройства производят сравнениепоступающих сигналов по следующемузакону: Ч=д ъ,и (д-кя,18)0Ч=-Ьд ЪР (д-КЯ)8 сО,где у - основной сигнал упранлениясистемы на выходе ключевогод -элемента ЗТсигнал ошибки системтТЙ - напряжение, пропорциональноескорости двигателя;К - коэффициент пропорциональности;п - коэффициент, принимающий численные значения и 11.В те моменты времени, когда выполняется условие (1), с помощью ключевого элемента 3 пропускают основнойсигнал управления без изменения. Вте интервалы времени, когда выполняется условие (2), с помощью ключевогоэлемента изменяют знак основного сиг" =нала. Одйовременно (в зависимости отвеличины и) можно изменять амплитудуперекидываемого сигнала (как правилоп 1)Иэнестйо, что прй изменении знакауправляющего сигнала, по сраннению сотключением этого сигнала, достигаютболее эффективной стабилизации системы в переходных режимах. Еще больший;изменения знака управляющего сигналас одновременным увеличением амплитуды последнего.Предлагаемый способ позволяет также получать эффект упреждения," и втех случаях, когда это необходимо полностью компенсировать отрицательноевлияние инерционностей двигателя идругих звеньев путем соответствующеговыбора коэффициентов К и и,Из фиг. 2 а следует, что при трехразличных амплитудах КЯ. получаютразные интервалы времени работы ключевого устройства 1 (фиг. 1). Например, при амплитуде напряжения К(2до точки 2 выполняется условие (1).Следовательно, на интервале времени0-2 основной сигнал знака не меняетй. 1(Фиг. 2 б). Начиная с точки 2 до точки М выполняется условие (2), поэтоТ му ключевое устройство изменяет знакосновного сигнала, В интервале време 1 Вни М -2 опять становится справедливым условие (1) - сигнал сохраняетсвой знак; на отрезке времени 2" -Мдействует условие (2) - знак сигналаизменяется и т, д.Как следует из вышеописанного,предлагаемый способ:1) не требует дополнительного изменения фазового сднига на четвертьпериода собственных колебаний системы и вследствие этого не критичен к,изменениям частоты колебаний систе-мыТ52) не требует большого перерегулиронания системы, так как уже в первый полупериод процесса (отрезок вре 1мени (2-М фиг. 2 б) начинает работатьключевой элемент 1 фиг, 2;3) позволяет компенсировать инер ционность не только двигателей, но илюбых других звеньев" между входом системы и устройством, вырабатывающимнапряжение, пропорциональное скорости двигателя;д 5 4) эффективен при различных видахвходного сигнала.Экспериментальные данные показы вают, что применение предлагаемогоспособа при соответствующем подборекоэффициентов и и К позволяет компенсировать влияние всех инерционныхзвеньев системы и тем саьым получитьоптимальный переходный процесс иуменьшить значение ошибки н системе.35Формула изобретенияСпособ компенсации инерционностисистем автоматического управления ирегулирования, основанный на формйро"вании сигнала регулирования, сигналаскорости, регулируемого сигнала и сигнала ошибки сйстемы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше"45 ния точности компенсации нелинейнос 1тей, определяют знак сигнала разности регулируемого сигнала и изменяютзнак сигнала регулирования при несовпадении его со знаком сигнала раз 50 ности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Санконский Е.Л. и др. Основыавтоматического упранления, МВИЗРУ,55 ПВО, Минск, 1968, кн. 2, с. 235.2. Хлынало Е. И. Нелинейные системы автоматического регулирования.фЭнергия" ,67, с, 403-411 (прототип) .дактор Б. Фе орректор Ю,Макаренко Заказ 3940/35 аж 95 одписное ЦНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб д Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,