Система управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК рц с 05 8 13/О СССРРЫТИЙ 1лч д ПИСАНИ ЕТЕНВУ ТЕПЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И Н АВТОРСКОМУ СВ(54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая первый блок дифференцирования,.,БО 1024877 последовательно соединенные первый сумматор, элемент переменной струк" туры и объект управления, выход которого соединен с первым входом первого сумматора и через второй блок дифференцирования - с вторым входом первого. сумматора, и последовательно соединенные блок выделения модуля и второй сумматор, .к второму входу которого подключен выход блока опорного напряжения, а выход второго сумматора соединен с вторым входом элемента переменной структуры, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения системы и повышения надежности при сохранении статических д и динамических свойств, выход перво- Е го сумматора через первый блок дифференцирования подключен к блока выделения модуля.Изобретение относится к автомвти"ческому управлению нестационарнымиобъектами, например, в роботостроении в системах автоматического управления приводами рабочих органов мани"пуляционных роботов, в станкострое"нии в системах автоматического управления приводами главного движения металлорежущих станков, в метал"лургии в системах автоматическогоуправления приводами прокатных стан"ков.Известны системы автоматическогоуправления с сигнальным типом адап"тации, имеющие в своей структуреэлементы с разрывной характеристи"кой, блоки выделения модуля, блокидифференцирования, сумматоры, системы с внешним возбуждением и само" осциллирующие системы 11Однако практическое применение данных методов управления ограничено,Наиболее близким техническим решением к изобретению является система автоматического управления с переменной структурой, содержащая первый блок дифференцирования, по" следовательно соединенные первый сумматор, элемент йеременной структуры и объект управления, выход ко" торого соединен с первым входом первого сумматора и через второй блок дифференцирования - с вторым входом первого сумматора, и последор вательно соединенные блок выделения модуля и второй сумматор, к второму входу которого подключен выход блока опорного напряжения, а выход второго сумматора соединен с вторым входом элемента переменной структуры 2Недостатком известной системы является большая сложность и, вследствие этого, пониженная надежность, Сложность системы управления определяется необходимостью наличия коор динат, в которых присутствует информация о внешних воздействиях, Для обработки этой информации в системе управления существует специальная подсистема, содержащая блоки дифференцирования сигнала по току якорядвигателя, блоки выделения модуля, выходы которых соединены с входами элемента переменной структуры, необходимостью осуществления компен" сации нулей, имеющихсв в передаточной функции объекта, что осуществляется блоками дифференцирования, где 0л Ф5522-2 П ЕЩ управляющее воздеиствиена объект управления,элемент матрицы управления ррэлемент матрицы разделяющей поверхности,блоками выделения модуля, выходы,которых соединены с входами элементапеременной структуры, Для формирования воздействия по управлению син"5 тезируется еще одна подсистема, содержащая динамическое звено, блокивыделения модуля, выходы которых со"единены с входами элемента пере"менной структуры. Таким образом, в2 О известной системе число блоков дифФеренцирования выходного сигнала ско.рости двигателя становится равнымпорядку объекта (п).Цель изобретения - упрощение сис 15 темы и повышение надежности присохранении статических и динамических свойств системы.Цель достигается тем, что в систему автоматического управления,20 содержащую первый блок дифференцирования, последовательно соединен"ные первый сумматор, элемент переменной структуры и объект управле"ния, выход которого соединен с пер"25 вымвходом первого сумматора и черезвторой блок дифференцирования - свторым входом первого сумматора,и последовательно соединенные блоквыделения модуля и второй сумматор,30 к второму входу которого подключенвыход блока опорного напряжения авыход второго сумматора соединен свторым входом элемента переменнойструктуры, выход первого сумматораЭ 5 через первый блок дифференцированияподключен к входу блока выделениямодуля,На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемой системы управления40 Система автоматического управления содержит первый сумматор 1, первый 2 и второй 3 блоки дифференциро вания, блок 1 выделения модуля, второй сумматор 5 элемент переменной45 структуры 6, блок опорного напряжения 7 и объект управления 8.Предлагаемая система управленияреализует функцию управления в виде- координата системы послелинейного неособого преобразования;- входной сигнал задания0,Ф - равномерности векторасостояния системы и .век"тора управления соответственно.Система управления работает сле" дующим образомВходной сигнал Ч через сумматор 1 передается на первый вход элемента переменной структуры 6 и одновременно на вход второго блока дифференцирования 2. При неизменном входном сигнале первая производная его равна нулю и на выходе второго блока дифференцирования 2 отсутствует сигнал, который должен поступать на .вход блока выделения модуля ч с,вы хода которого поступает на первый ,вход второго сумматора 5. Поэтому на второй вход элемента переменной структуры 6, поступает сигнал, про" порцианальный только:величине опор ного напряжения, задаваемого блоком опорного напряжения 7 на втором входе сумматора 5. На выходе элемента переменной структуры 6 Формируется сигнал О, являющийся Функцией сигналов его первого и .второго входов, который поступает на вход объекта ,управления 8. При номинальных параметрах объекта управления 8 и отсутствии внешних воздействий на объект управления 8, сигнал на выходе объек" та управления совпадает с входным сигналом. На восходе первого суммато . ра 1 сигнал равен нулю и соответственно на первый вход элемента пере"Ч4 меннои структуры 6 сигнал не поступает, и сигнал не выходе блока 6 является функцией только сигнала на его втором входе.Предположим, что параметры объекта управления 8 отличаются от заданного и на него действуют внешние воздействия, Тогда сигнал на выходе объекта управления 8 не совпадает с входным сигналом, поэтому на выходе первого сумматора 1 появится сигнал, пропорциональный отклонению от. заданного выходного сигнала и его первой производной. Этот сигнал поступает одновременно на первый вход элемента переменной структуры 6 и на вход второго блока дифференцирования 2. На выходе блока 2 появляется сигнал, равный первой производной от сигнала, пропорционального отклонению выходного сигнала системы и его .первой производной, который подается на вход блока ч выделения модуля. На выходе блока ч появляется сигнал, пропорциональный модулю производной отклонения выходного сиг. нала и второй производной выходного сигнала системы. К сигналу с выходаблока 4 добавляется с помощью блокапостояйное напряжение, определяекЖ требуемым значением амплитудыразрывного управления О, и суммарнцйсигнал поступает на второй входэлемента переменной структуры б. Свыхода элемента 6 сигнал, являющийсяфункцией знака сигнала на первомвходе и величиной амплитуды сигналана,втором входе, подается на входобъекта управления 8, вынуждая выходной сигнал объекта измениться в сторону уменьшения отклоненияот заданного значения и обеспечивая попадание системы на гиперпло- кость скольжения где 6 - точка разрыва многознач" ной вектор-Функциис(б) . После того, как система попадает на гиперплоскость скольжения б, она уже не может сойти с нее, так как при каж" дом отклонении изображающей точки от заданной гиперплоскости формируется сигнал воздействия на объект управления 8, который возвращает.язоб-. ражающую точку на заданную гиперплос" кость скольжения 6, Дальнейшее движение происходит в скользящем режиме. вдоль гиперплоскости, которая заранее выбрана таким образом, чтобы проходила через начало координат. Практически это означает, что в результате конечного числа переключений, объект управления 8 за счет введенного дополнительного воздейст; вия пропорционального первой произ водной отклонения выходного сигнала4 от заданного и второй производйои выходного сигнала на вход элемента пе- ременной структуры 6., приводится в состояние, когда отклонение выходного сигнала от заданного близко к нулю с любой заданной степенью точности,. Таким образом, предлагаемая систе" ма управления при введении новойсвязи с выхода первого сумматора 1Составитель А. ЛащевРедактор В. Иванова Техред О.Неце Корректор А, Повх Заказ 4392/43 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 313035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная., 4 5через первый блок дифференцирования2 с входом блока выделения модуля 4 обеспечивает сохранение высоких статических и динамических свойств при существенном сокращении блоков и элементов системы, что повышает 4024877 6надежность ее работы. Тем самым цельизобретения достигается.Технико"экономический эффект отвнедрения изобретения обусловленповышением надежности работы систе"мы автоматическогоуправления 5-6 раз.