Система с переменной структурой

Сеюэ Советскнк Сфцналнстнческнк РеслублнкОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ш 189 О 361 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2501 ЛО (21) 2874325/18-24с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 15.1281, Бюллетень М 46Дата опубликования описания 1 Ъ 12,81 Ре)м К 3 С 05 В 13/д 2 Государственный комитет СССР но делам июбретеиий и открытий(71) Заявитель Рязанский радиотехнический инсти ут 6 Ч 1;Нц:(54) СИСТЕМА С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ Изобретение относится к системам с переменной структурой и может найти широкое применение при создании автопилотов пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов и судов на воздушной подушке, а также в химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, электротехнической, металлургической и других отраслях промышленности.Известна система с переменной структурой, содержащая последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, блок переменных коэффициентов и исполнительный механизм, вывод которого соединен со входом 15 объекта регулирования, выходом подключенного ко второму входу измерителя рассогласования, и блок изменения структуры, входы которого подключены к датчикам параметров системы, 20 доступных измерению, а вход - к управляющему входу блока переменных коэффициентов 1.Недостатком этой системы является то, что идеальная релейная характе-. 25 ристика блока изменения структуры приводит к бесконечно большой частоте смены структуры системы при возникновении скользящего режима, что требует создания ключевых элементов 30 блока переменных коэффициентов с неограниченным частотным диапазоном.Однако реальные ключевые элементыиз-за требований к надежности и допустимым тепловым потерям работаютв ограниченном частотном диапазоне,что существенно затрудняет техническую реализацию систем с переменнойструктурой по известной схеме,Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является система с переменной структурой, содержащая последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, первый блок переменных коэффициентов иисполнительный механизм, выход которого соединен со входом объекта управления, выходом подключенного ко второму входу измерителя рассогласования, выход которого соединен со входом дифференциатора, первым входомсумматора и входом первого блока сигнатуры, выходом подключенного к первому входу первого элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом первого блока переменных коэффициентов, выход сумматорачерез второй блок сигнатуры подключен ко второму входу первого элемента совпадения и первому входу второ 890361го элемента совпадения, второй входкоторого подключен к выходу третьегоблока сигнатуры, вход которого соединен с выходом дифференциатора исигнальным входом второго блока переменных коэффициентов, а выход - куправляющему входу второго блока переменных коэффициентов 2) .Недостатком известной системы является бесконечно большая частотапереключения структуры системы вскользящем режиме.Цель изобретения - уменьшение частоты переключения структуры системыв скользящем режиме,Поставленная цель достигается тем,что в системе выход второго блока переменных коэффициентов соединен совторым входом сумматора.На Фиг. 1 представлена блок-схемасистема; на Фиг. 2 - фазовый портретсистемы.Система содержит блоки 1 и 2 переменных коэффициентов, элементы 3 и 4совпадения, сумматор 5, блоки 6-8сигнатуры, дифференциатор 9, измери-.тель 10 рассогласонания, задатчик 11,исполнительный механизм 12, объект13 управления, х - задающее воздействие, у - регулируемая координата,х х - соотнетственносигнал рассог 1ласования и его первая производная,Я - сигнал переключения, У- сигналуправления, 1) - сигнал коррекции,Я и Я - соответственно первая ивторая линии переключения. Система работает следующим образом Задающее воздейстние х с выхода задатчика 11 поступает на первый вход измерителя 10 рассогласования, на второй вход которого поступает регулируемая координата у с ныхода объекта 13 управления. На выходе измерителя 10 формируется сигнал рассогласования х, который поступает на первый ьход сумматора 5 и входы дифференциатора 9, блока 6 сигнатуры и блока 1 переменных коэффициентов.Блок 1 формирует сигнал управления П = 9 х путем изменения коэффициен"1 ф 1та передачи канала управления по величине и знаку согласно следующему закону:с 1 при Ях )О%1 при Бх 0где х - сигнал рассогласования системы уЯ - сигнал переключения;3 и Ф - коэффициенты блока 1 переменных коэффициентов.Знаки сигнала рассогласования х и сигнала переключения Я определяются с помощью блоков б и 7 сигнатуры. Сравнение знаков (т. е, определение знака логического произведения х 1 Я) сигнала рассогласования х и сигнала переключения Б осуществляется в элементе 3 совпадения, выходной сигнал которого управляет работай блока 1переменных коэффициентов,Сигнал переключения Я формируетсяна выходе сумматора 5, на выходе которого поступают сигнал рассогласования х и сигнал коррекции У = хс выхода блока 2 переменных коэффициентов, который изменяет по величине и знаку коэффициент передачи попервой производной от сигнала рассогласования согласно следующему закону: 1 О1,1 при Ях(0Ь, при Бх)Ое х 1 - производная от сигнала рассогласования;Б - сигнал переключения;15- коэффициенты блока 2 переменных коэффициентов.Первая производная сигнала рассогласования хФормируется на выходедифференциатора 9. Знаки первой про изнодной сигнала рассогласования хи сигнала переключения Я определяются с помощью блоков 8 и 7 сигнатуры. Сравнение знаков (т,е, определение знака логического произведения щ хЯ) первой производной сигнала рассогласования х и сигнала переключения Я осуществляется в элементе 4совпадения. выходной сигнал которогоуправляет работой блока 2 переменныхкоэффициентовВ результате изменения по величине и знаку коэффициента передачи попервой производной сигнала рассогласования х 1 при формировании сигналапереключения Б сигнал переключенияБ изменяется по следующему закону:) Б 1=х +охпри Ях0Б =.х +Дх при Бх ) 0где х - сигнал рассогласования;х - производная сигнала рассогЕ40 ласования;Б - сигнал переключения;и Ь - коэффициенты блока 2 переменных коэффициентовр5 и Б- линии переключения.Таким образом, на Фазовой плоскости х 1 х фактически присутствуют двелинии переключения Я и Я,1, положениекоторых при Ы 151 изображено нафиг2, При Ях О и Ях 0 линией смело ны структуры системы является Б, апри Ях( 0 и Бх 0 - Я 1. Из этогоследует, что возникающий в системескользящий режим протекает между линиями переключения Яи Я (см, Фиг,2)с конечной частотой, значение которой определяется соотношением коэффициентов передачи Ыи . В установившемся режиме, т, е. в начале координат фазоной плоскости, колебанияв системе отсутствуют.60 Таким образом, в результате указанных особенностей системы переходныепроцессы в ней протекают в скользящем режиме с конечной, наперед заданой частотой смены структуры систе.мы, что повышает надежность системы890361 Формула изобретения а.г ИПИ Заказ 11005/77 Тираж 9 Годписно иал ППП "Патент", г. Ужгород оектная,в целом, Ь установившемся режиме переключения структуры системы отсутст;вуют, т. е. не ухудшается точностьсистемы. Система с переменной структурой, содержащая последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, первый блок переменных коэф" фициентов и исполнительный механизм, выход которого соединен со входом объекта управления, выходом подключенного ко второму входу измерителя рассогласования, выход которого сое динен со входом дифференциатора, первым входом сумматора и входом первого блока сигнатуры, выходом подключенного к первому входу первого элемента совпадения, выход которого соеди О нен с управляющим входом первого блока переменных коэффициентов, выход сумматора через второй блок сигнатуры подключен ко второму входу первого элемента совпадения и первому вхоцувторого элемента совпадения, второйвход которого подключен к выходутретьего блока сигнатуры, вход кото"рого соединен с выходом дифференциатора и сигнальным входом второго блока переменных коэффициентов, а выход - к управляющему входу второгоблока переменных коэффициентов, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюуменьшения частоты переключения структуры системы в скользящем режиме, всистеме выход второго блока переменных коэффициентов соединен со вторымвходом сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменнойструктурой. М., Наукаф, 1967,с. 39-41, рис. 1. 19,2. Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменнойструктурой, М Паука., 1967,с. 65-71 (прототип),