Устройство для оптимального управления

(5 2) Заявлено 03 78 (21) 2577093/18-2 присоединением заявки сударственный комитет(43) Опубликова СССР по делам изобретений и открытийЯ. И. Онацкий и А. П. Пашкевич Минский радиотехнический институт(54) УСТРОЙСТВОИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИ ЛЯ Изобре матики и м тимального объектом ение относитсяожет быть иапопо быстродейстпередаточной ф к области автользовано для опвию управления ункцией5 близким по технической сущся устройство, содержащее поссоединенные элемент сравнесумматор и релейный элемент, ого через объект управлениявходами дифференциатора и внения, ко второму входу перора подключен выход нелинейзователя. У(Р) = -Кгде К - передаточныи коэффициент.Известно устройство для оптимального 10 по быстродействию управления, содержащее последовательно соединенные элемент сравнения, сумматор, релейный элемент .и объект управления, выход которого соединен с одним из .входов элемента 15 сравнения и входом дифференциаторапричем выход последнего связан со вторым входом сумматора через нелинейный преобразователь 11.Однако это устройство не позволяет 20 реализовать оптимальное по быстродействию движение объекта, если релейный элемент обладает запаздыванием. Недостатком известного устроиства является сложность конструкции, обусловленная разрывной характеристикой нелинейного преобразователя, и низкая точность, которая определяется амплитудой автоколебаний,в установившемся режиме, равной КУ.,;.где У,; т соответственно полка и время запаздывания релейного элем нтаЦелью изобретения является упрощениеконструкции и псвышение точности устройства. Устройство содержит последовательно соединенные усилитель и,второй сумматор, выход которого соединен со входом нелинейного преобразователя, второй вход - с выходом дифференциатора, а выход релейного элемента соединен со входом усилителя. для опти правленияотличается ожет быть о быстройный эле трои ствойс пвию ройство иине льното если ре Известно также ус мального,по быстрод 2), Но описанное уст сложностью конструкц применено для оптим дей ствию мп р явления,мент характеванием.Наиболеености являетледовательнония, первыйвыход катарсоединен соэлемента сраваго сумматного преобра изуется временным запаздьНа фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит элемент сравнения 1, первый сумматор 2, релейный элемент 3, объект удравления 4, дифференциатор Б, второй сумматор б, нелинейный:преобразователь 7 и масштабирующий усилитель 8; х - .выходной сигнал объекта; д - задающее воздействие; е - сигнал ашибки; Л - входной сигнал нелинейного ,преобразователя.Рассмотрим оснавные фуцкции, выполняемые каждым из структурных элементов устройства. Сравнивающее устройство 1 измеряет. сигнал ошибки в. Первый сумматор 2 осуществляет суммцравание сигнала линейной абратной связи по положению, поступающего с выхода элемента сравнения 1, и сигнала опережающей нелинейной обратной связи,по скорости, который формируется дифференциатором Б, масштабирую. щим усилителем 8, вторым сумматором б и нелинейным преобразавателем 7. Релейный элемент 3 по выходной величине суммато,ра 2 вычисляет значение двухпозиционного сигнала оптимального управления объектом 4.,Работа устройства (фиг. 2) основана на зависимости аоложения линии переключения на фазовой плоскости м от знака выходной,величины релейного элемента д. Линия переключения описывается соотношениемД1,5макс где 2 = е+ 10,5 Кс 1 максто при отрицательном;значении выходного сигнала релейного элемента (кривая 1,1 фиг, 2); и Л = е - 0,5 КУ макс то при его положительном значении, кривая 2,2, фиг. 2), Вторые слагаемые в выражениях для линии переключения и Л позволяют получить сигнал опережающей обратной связи по скорости.На первом интервале управления изображающая точка движется по одной из траекторий, лежащих левее 1,11 или правее 22, достигает линии переключения и, спустя время то, происходит переключение релейного элемента д. Дальнейшее движение точки происходит по одной из двух фазовых траектарий, абразующих предельный цикл, Этим обеспечивается оптимальность по быстродействию.В автоколебательном режиме линия переключения периодически прыгает из положения 1,1 в 2,2 и обратно, удерживая изображающую точку на предельном цикле.Амплитуда автоколебаний в таком устрой 1 стве КУ макс то/8 а хафактеристика нели нейного преобразователя описывается гладкой фунициейР(2) =; + 1,5 Л,.Дмакс10Таким образом, использование в устройстве двух даполнительных элементов, сумматора и маоштабирующего усилителя, позволило повысять его точность и упрос тить его конструкцию. Это позволит упростить конструкцию и повысить класс точности автоматических,компенсаторов, следящих систем с электромагнитными муфтами, улучшить,паказатели качеспва систем 20 стабилизации летательных. аппаратов.Как показал анализ, проведенный методом фазовой плоскости, и моделирование на аналоговой вычислительной, машине 25 МН 7 М, устройство оптимальным по быспродейспвию образом отрабатывает ступенчатые и линейно-изменяющиеся воздействия, При этом точность опрабопки повышается в четыре раза.301ф ор мула изобретенияУстройспво для оптимального управлеЗ 5 ния, содержащее,последовательно соединенные элемент сравнения, первый сумматор и релейный элемент, выход которого через объект управления соединен со входами дифференциатора и элемента сравнения, ко 40 втарому входу перваго сумматора подключен выход нелинейного, преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно,содержит последовательно соединенные усилитель и 45 второй сумматор, выход которого соединенсо входом, нелинейного преобразователя, второй вход - с выходом дифференциатора, а выход релейного;элемента соединен со входом усилителя.50Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетелыство СССР378799,кл. б 05 В И/16, 1971,55 2. 1 Павлов А. А. Синтез релейных систем,оптимальных по быстродействию. М., Нау.ка, 1966, с. 51 в 69 (прототип).769485 2 едактор О. филиппова Тип, Харьк. фнл. пред. Патен аказ 1300/1291 НПО Поиск, Г оставитель А. Лащев Техред О. Павлова Корректор С. файн Изд.479 Тираж 956 Подписи арственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5