Система управления с перемен-ной структурой

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22 Заявлено 041278 (21) 2705087/18-24с присоединением заявки Но(51)М. К . С 05 В 13/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 250681(В. В, Сычев и В. В. Шеваль 71) Заяви СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕНН СТРУКТУРОЙ яетсяаличии нивыш Изобретение относится к системамавтоматического управления и можетнайти применение в автоматическихсистемах, подверженных воздействиюпомех.Известен регулятор с переменнойструктурой, содержащий схему совпадения, устройство сравнения, выходкоторого через переключающее устройство соединен с первым входом релейного усилителя, а через первый релейный сигнализатор - с другим входом переключающего устройства, выходустройства сравнения через первый,второй и третий релейные сигнализаторы соединен с первыми входами соответственно первого ключа, логическойсхемы равнозначности и схемы совпадения, второй вход которой через логическую схему равнозначности соединен 20с выходом первого релейного снгналиэатора, а выход - с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен непосредственно с выходом и через первый ключ со вторым входом ре 25лейного усилителя 1,Однако известный регулятор имеет низкую помехозащищенность при иЗменении уровня помех. 30 Наиболее близкой по технической сущности предлагаемой является система автоматического управления, содержащая последовательно соединенные первый блок сравнения и блок с переменной структурой, выход которого через объект управления соединен со входом первого блока сравнения, выход которого соединен со входом первого модульного элемента, через последовательно соединенные дифференциатор и сумматор - со вторым входом блока с переменной структурой, а через интегратор - со вторым входом сумматора 21.Недостатком известной явлмалая точность системы при нпомех в канале переключе я.,Цель изобретения - по ение точности системы. Цель достигается тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные второй модульный элемент, второй блок сравнения, блок усреднения и блок определения экстремума, выход которого соединен со вторым входом интегратора, выход первого модульного элемента соединен с элемен- том сравнения, а вход объекта управ(3 х Формула изобретения ления соединен со входом второго модульного элемента.На чертеже представлена структурная .схема системы автоматического управления с переменной структурой (х - сигнал ошибки; 1 х 1 - модуль сигнала ошибки; Оу - сигнал управления;5 в . сигнал переключения; х - первая производная сигнала ошибки; 5 - составляющая сигнала переключения без .первой производной сигнала ошибкй; Ь 5 - корректирующий сугнал для управляемого фильтра 3 - среднеквадратическое отклонение)Схема включает в себя первый 1 и второй 2 блоки сравнения, блок 3 с переменной структурой, объект 4 регулирования, модульные элементы 5 и 6, дифференциатор 7, сумматор 8, интегратор,9 (управляемый фильтр), блок 10 усреднения (блок вычисления среднеквадратического отклонения), блок 11 определения экстремума.Система автоматического управления с переменной структурой работает следующим образом.Так как в канале переключения функционируют дифференцирующие устройства, то обычно системы с переменной структурой работают при низком уровне помех в основном канале и значительном уровне помех в канале пе- реключения- - 1, (1)65где щ ,вз - математические ожиданиясигналов ошибки и переключения;бх,б 5 - среднеквадратические отклонения сигналов ошибкии переключения.Средняя мощность помехи на выходе блока 3 с переменной структурой вычисляется по формуле (2)Оцу = (УК (1 - 0,641)К 5) + вХ(1-08 . хх(,1 Чхкз) ) - 1,28 ах% (1 -)ХЗ)1) где ) - нормированная взаимокорре- Х 6ляционная функция между сигналами ошибки и переключения.Естественно, для повышения помехозащищенности системы следует стре- митьсЯ к минимизации величины ООу. О сложным образом зависит и от паОурамегров входных сигналов и от величины 11, . Анализ формулы (2) показывает, что всегда имеется такое значение 1)х, что ООу становится минималь- ным. Так как средняя мощность помехи на выходе блока 3 мОжет быть вычисле на по формулеО Оу = К + ф Х " Ьу 1,где М Оу ) - статическая характеристика нелинейного блока с переменнойструктурой, а= )/О , то вычитая1 х - 1 Оу, мы получаем информациюо величине ОО , Физическое определеУние этой величины осуществляется спомощью блока 10 вычисления среднеквадратического отклонения,По теореме Винера-Хинчина известно, что взаимная спектральная плотность двух сигналов определяется5 кз (1) = 5 х(Я) 1 А(1 и) Фз(31),(4)где 5 (И) - спектральная плоткность сигнала 15 ошибки;фх Цщ) ф ф-амплитудные характеристики каналовошибки и переключения. ихкэ(Й) - ) 5 хз (Ч) СоьЮОУ, (6) 25ото изменения хз можно добиться, изменяя амплитудную характеристику( ф(И)( за счет изменения частоты .среза управляемого Фильтра.Блок 11 определения экстремума наоснове информации об 0 вырабатываетуправляющий сигнал д 5 на изменениечастоты среза управляемого фильтра 9,с помощью которого поддерживается минимальное значение величины ООу.35 Использование предлагаемой системыпозволяет повысить точность воспроизведения полезного, воздействия в широком диапазоне изменения интенсив ности помех, примерно, в 2 раза засчет, оптимального соотношения амплитудных характеристик основного и переключающего канала,Система управления с переменнойструктурой,содержащая последовательно соединенные. первый блок сравненияи блок с переменной структурой, выходкоторого через объект управления соединен со входом первого блока сравнения, выход которого соединен со входом первого модульного элемента, через последовательно соединенные дифФеренциатор и сумматор - со вторымвходом блока с переменной. структурой,а через интегратор - со вторым входомсумматора, о т л и ч а ю щ а я с я 60 тем, что, с целью повышения точностисистемы при наличии помех в каналепереключения она содержит последовательно соединенные второй модульныйэлемент, второй блок сравнения, блок Я усреднения и блок определения экс840797 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 336644, кл. С 05 В 13/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССРВ 568937, кл. С 05 В 13/02, 1977(прототип). тремума, выход которого соединен совторым входом интегратора, выходпервого модульного элемента соединен .со вторым входом второго блока Срав-,нения, а вход объекта управления .соединен со входом второго модульногоэлемента. Лещевка Ко ставитель Ахред.Т.мат ктоР М. Пож аж 940 Государственногоелам изобретенийосква, %-35, Рауш Поомит откры Заказ 4761/67 ВНИИ по 3035