Способ гашения колебаний

(23) Приоритет Р 16 Р 15/00 Вваударстееивмй комитет СССР во девам изевретеиий и атирмтий(54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ Изобретение относится к средстваьГ,автоматики и может быть использовано в1системах автоматического регулирования,управления, измерения и преобразования,рабатающих по принципу отклонения с отрицательной обратной связью.Известны способы гашения колебаний,основанные на введении в систему демпфера, развивающего силу, направленнуюнавстречу движению колебаний и пропорциональную его скорости Я.Недостатком способа является то, чтопроцесс основан на рассеивании энергиии начинается в переходном процессе, что. снижает быстродействие системы.Известны способы гашения колебанийпри помощи управляемого демпфирования,при котором коэффициент демпфированияменяется во времени.Однако эти способы основаны на рассеивании энергии, ухудшают качаемо регулирования и инерционны.1 ель изобретения - сокращение времени гашения колебаний,Указанная цель достигается тем, что вспособе гашения колебаний преимущественно в автоматических систевтах регулирования, основанном на измененная компенсирующего воздействия на входе системы, компенсирующее воздействие иэмейяют дополнительным воздействием на выходе системыс последующим суммарным компенсирующимвоздействием на входе и выходе системы,На чертеже изображена схема системы 1 Одля реализации предлагаемого способа.Система содержит элемент 1 сравнения,регулятор 2, объект 3, включающий участ- ки 4 - 6 и обратную связь 7 с выхода навход системы.13При появлении отклонения(рассогласования) Е между входным параметром Х Ии величиной регулируемого параметра(,,величина :, преобразуется в величину компенсирующего воздействия с помощью регулятора 2 и направляется на вход объекта 3 (участок 4) и одновременно на учвсттки 5 и 6, последний находится нв выхопе объекта и в связи с этим обладает3 7 М 38 большим быстродействием. Количество энергии, подводимой к участку 6 объекта 3, подбирают таким образом, чтобы она была равна максимальной величине энергии, накапливаемой в участке 5, а диапазонф максимальной энергии, подводимой к учась ку 5, равен максимальной величине энергии, накайливаемой на входе объекта 3 на учаев-Ф ке 4. Таким образом, от входа к выходу объекта 3 осуществляется уменьшение количества подводимой энергии (величи ны компенсирующего воздействия) и повышение быстродействия, что, в частности, наиболее наглядно в объектах с распределенными параметрами.Таким образом, компенсирующее воздейс".вие поступает на участок 6 и предположим, что его "достаточно для компенсации отклонения. Исходя из того, что участок 6 практически неимеетинерцион- й ности и обладает небольшими габаритами (объем, масса объема и т.д.), то измене-. нием динамических свойств участка 6 можно пренебречь по сравнению с изменением динамических свойств в процессе работы всего объекта 3. поэтому участок 6 будет практически инвариантен (независим к изменению внешних условий ) и кроме того его внутренние свойства практически не изменяются относительно всегозО объекта 3. Таким образом, время компенсации отклонения по участку 6 будет неизменным при одной и той же величине компенсирующего воздействия и будет зависеть только от величины воздействия, которая связана с сигналом отклойэния. Однако время компенсации участка 5 и всего объекта 3 будет;"уже существенно изменяться, например от возмущающих воздействий. Исходя из этого, на входе объекта будет накапливаться разлйчйое количество избытка энергии, .которая приводит систему к перерегулированию. Таким образом, компенсирующее воздейс гвие, поступая на участок 6 через обратную связь, скомпенсирует отклонение и при , этом ограничит количество энергии, подводимое на вход объекта и более инерционного участка 5. Ограниченная величина воздействия, поступая на участок 5 и про 0 ходя его, будет через некоторое время суммироваться с энергией участка 6 и вызывать изменение уже, с противоположным знаком. Это вызовет появление отклонения 1 ,с противоположным знаком,5 регулятор 2, например, уже станет уменьшать величину регулирующего воздействия, ,которая также поступает на вход объекта 3 и участки 5 и 6, где последний будет 8 4успевать уменьшать (отводить) энер до с участка 6 со скоростью распространения ее по участку 5. В результате происходит процесс гашения колебаний путем . распределения энергии. При этом участок 6 приобретает возможность для новой компенсации перерегулирования, Если отклонение было незначительное, то дополнительная энергия, поступающая на вход объекта, может не успеть оказать влияние на выходной сигнал, так как усп ет рассеяться.Если отклонение будет значительное, например во время запуска системы, то компенсирующего воздействия (энергии), поступающего в участок 6, будет недостаточно, чтобы скомпенсировать отклонение, поэтому компенсация его будет осуществляться большее время, в результате энергия, поступающая на участок 5, просуммируется с энергией участка 6 и может даже с энергией на входе, и суммарной энергией будет скомпенсировано отклонейие. Так как отклонение скомпен сировано суммарной энергией, то энергии, поступившей на вход, будет недостаточно, чтобы скомпенсировать отклонение на сумму энергий, .поданных на участок 5 и 6, а энергии на участке 5 и поданной навход участка 4 - недостаточно на величину энергии, поданной на участок 6. Еслиотклонение скомпенсировано только энергией участков 5 и 6, то исходя из начальных условий, что на участок 6 подводятэнергию, равную ъЬксимально. накапливаемой на участке 5, вызывающую максимальное перерегулирование, при отводе всей энергии с участка 6 энергии участка 5 хватит только для того, чтобы достичь установившееся значение. Участок6, имея большее быстродействие, успевает отвести имеющуюся энергию и тем самым погасить колебания, вызываемые накоплением избытка энергии на участке 5.Аналогичным образом энергии участка 5ф достаточно, если ее отвести, для компенсации максимальной величины перерегулирования, вызванной накоплением избытка энергии на входе в объект на участке 4. Таким образом, участок 6 не изменяет своих свойств,. а при изменении динамических свойств участков 4 и 5 будет меняться времй компенсации отклонения и, следовательно, в них будет изменяться количество накапливаемой избыточной энер. гии, которая вызывает величину перерегулирования. При этом в участок 6 будет подводиться другое количество энергии,798385 Составитель Л. ПрокТехред Ж.КастелевичТираж 1017Государственного комитета СССделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,е Г, Решетник ор актор В,Подписи аказ 9988/42 ВНИИПИ по 113035/5 П "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,которое будет характеризовать величину избыточной энергии накапливаемой в объекте. Таким образом, с помощью участка 6 определяют количество накапливаемой энергии в объекте и ограничивают количество поступающей на вход за счет подвода энергии, например, в конце объекта. При этом участок 6 объекта 3 используют в качестве успокоителя. В результате экспериментальных исследований было за мечено, .что система сохраняет свойства быстродействующего контура, в данном, случае участка 6, Известно, что при последовательном соединении звеньев сиота мы порядок системы увеличивается, в данном случае, если участки 4, 5 и 6 каждый первого порядка, то вся система будет третьего порядка Однако предлагаемая структура сохраняет свойства участка 6, т.е, при таком построении системане 20 увеличивает порядка. Если участок 6 устойчив, то и вся система будет устойчива. Если участок 6 колебательный, то и абсолютная величина амплитуды колеба, ний сохраняется у всей системы, А так 25 как диапазон участка небольшой, то абсо-лютная величина колебаний незначительнаи ею можно пренебречь,формула изобретения Способ гашения колебаний, преимуществ венно в автоматических системах регулирования, основанный на изменении компен сирующего воздействия на входе системы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени гашения колебаний, компенсирующее воздействие изме-.: няют. дополнительным воздействием на выходе системы с последуюшим.суммарным компенсирующим воздействием на вхо де и выходе системы. Источники информации,пипринятые во внимание при экспертизе1, Берг А. И. и Трапезников В. А.Автоматизация производства и промышленная электроника Советская энциклопедия,М., т, 1, 1964, с. 308-309.