Система автоматической стабилизации

Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АМОРСХОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ(511 М, Кл з 605 В 5/01 1 есуаарствввяаФ ввивтст СССР во дмаи азрбрвтеннй я опФытяв(53) УДКб 2. 50088.8 ) Дата опубликования описания 0%02,81(72) Авторы изобретения Е. Г. ИзволЬский, Й. П. Кузин и Е. И, Табачный. ковский ордена Ленина авиационный институт,им. Серго Орджоникидзеф%1) аяв итал) систив ИАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для обеспечения качественной стабилизации регулируемой координаты при су", щественном ограничении скорости перекладки регулирующего органа и широком диапазоне изменения параметров внешнего возмущения, в частности, для автоматической стабилизации судна на подводных крыльях.Относящиеся к классу релейных сис.тем автоматической стабилизации, в которых регулирующий орган отклоняется с постоянной (максимально возможной ) скоростью известны 11.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является известная релейная система автоматической стабилизации, содержащая последовательно соединенные датчик 20 ошибки регулируемой координаты, первый и второй сумматоры, сервопривод, объект регулирования и датчик производной регулируемой координаты, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора 2).Недостатком этой системы является невысокая точность стабилизации при изменении параметров внешнего возму.щения в широком диапазоне. Это обус ЗО 2ловлено тем, что сервопривод будетработать в онтимальном, в смыслеточности стабилизации, режиме (награнице существования непрерывногоскользящего режима) только при расчетном возмущении,При отклонении параметров возмущения от расчетных система будет работать либо в непрерывном скользящемрежиме, либо в режиме переключений,В первом случае средняя скорость отклонения регулирующего органа будетменьше, чем максимальная располагаемая скорость сервопривода. Поэтомуошибка стабилизации системы А Чф будет больше минимально возможной, которую можно получить, если параметрырегулятора изменить так, чтобы сервопривод работал на границе существования непрарывного скользящего режима.Во втором случае АЧ также будетбольше минимально возможной АФ вииз-эа отрицательного сдвига по фаземежду управляющим сигналом и отклонением регулирующего органа. Причемразница между А Чф и АЧ/,будет тембольше, чем больше отклонение пара-.метров возмущения от расчетных.. Целью изобретения является умень,шение ошибки стабилизации при изме 802916ненни параметров внешнего возмущенияв широком диапазоне, т.е. повышениеточности системы.Достигается это тем, что системадополнительно содержит релейныйэлемент и последовательно соединенныеблоки дифференцирования, выделениямодуля, умножения и интегратор, выходкоторого соединен с вторым входомвторого сумматора, выход которого через релейный элемент соединен с вторым входом блока умножения, а входблока ду 99 ференцирования соединен свыходом первого сумматора.На чертеже представлена блок-схема системы.Система автоматической стабилизацин содержит объект регулирования 1,сервопривод 2 с постоянной скоростью, первый сумматор 3, датчик 4ошибки регулируемой координаты, второй сумматор 5, датчик б производной 2 Орегулируемой координаты, блок 7 выделения модуля, блок дифференцирования 8, блок умножения 9, интегратор 10 и релейный элемен 11.х - комплексная переменная, применяемая в преобразовании Лапласа.В отличии от известной системы,здесь введены новые элементы 7-11,которые предназначены для получениядополнительного сигнала у, удовлетворяющего соотношениюЗОу(С) = 1 х(С) ) 5199 (1)Прн выполнении соотношения (1)система при любых параметрах внешнего возмущения Г(с) будет работать награнице существования непрерывногоскользящего режима и ошибка стабилизации будет минимальной.Система работает следующим образом.При действии на объект внешнего фовозмущения регулируемая координатаЧф отклоняется от заданного значения Чо. Сигнал, пропорциональныйэтому отклонению, с датчика ошибкирегулируемой координаты 4 поступаетна первый вход первого сумматора 3.На второй вход этого сумматора подается сигнал с датчика производной регулируемой координаты б, а на выходе Формируется линейная комбинацияизмеренных сигналов х (с) =Ча 9(й)-У(Ф)-сЯ(т), где ц. постоянный коэффици-ент настройки. Сигналы х(с) и у(с),удовлетворяющие соотношению (,1),суммируются на втором сумматоре 5.Выходной сигнал второго сумматора 5,является управляющим сигналом д.(с).Исполнительный орган отклоняется спостоянной скоростью, знак которойсовпадает со знаком управляющего сигнала 9(с),С целью проверки эффективности проведено моделирование известной и предлагаемой систем автоматической стабилизации курса модели судна на подводных крыльях.Результаты моделирования показали,что известная система стабилизации нарассматривоаемых углах встречи с волйой х = 0,45, 90, 135 , 180 можетобеспечить минимальное значениеошибки стабилизации АЧфд"1,5Предлагаемая система обеспечиваетА+0,7 при тех же параметрах объекОта, возмущений и ограничениях по скорости и отклонению регулирующего органа.Формула изобретенияСистема автоматической стабилизации, содержащая последовательно соединенные датчик ошибки регулируемойкоординаты, первый и второй сумматоры, сервопривод, объект регулирования и датчик производной регулируемойкоординаты, выход которого соединен свторью входом первого сумматора,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения точности системы, онасодержит релейный элемент и последовательно соединенные блоки дифференцирования, выделения модуля, умноженияи интегратор, выход которого соединенс вторым входом второго сумматора, выход которого через релейный элементсоединен с вторым входом блока умножения, а вход блока дифференцированиясоединен с выходом первого сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Бромберг П. В. Матричные методыв теории релейного и импульсного регулирования. - М.: Наука, 1967,1,2,2. Иванов В, А. и др., Математические основы теории автоматическогорегулирования, под. ред Б,К. Чемоданова. - М.: ВЫсшая школа, 1971,с. 270 (,прототип).ставитель Г д С.Миг ефедовава,Ко екто Не аж 9 1 Подписно5 тент , г. Ужгород, ул. Проек тная илиал ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй н открытий 113035 Москва ЖРа сная наб. . 4 м