Система автоматического регулирования

Изобретение относится к автома-.тическому регулированию и можетбыть использовано, в частности, припостроении нелинейных корректирующихустройств в следящих системах,Известны системы автоматического 5управления, в которых имеется толькоодин контур управления, состоящийиэ последовательно соединенных сравнивающего устройства, усилителя-.преобразователя, имеющего релейную 10характеристику, и исполнительногооргана, выход которого подключен кОбъекту, выход котОрого ПодклЮчен квходу сравнивающего устройства, навторой вход которого подается задающее воздействие 1 ).Такие системы отличаются своейпростотой, но не могут обеспечитьтребуемых характеристик переходныхпроцессов при обработке ступенчатыхзадающих воздействий (максимальновозможное быстродействие, отсутствиеперерегулирования ).Известны системы оптимальногопо. быстродействию регулирования, вкоторых в цепи обратной связи включено специальное вычислительное устройство, синтезирующее линию переключения знака управляющего,релей,ного сигнала 2 )Недостатком таких систем являетсясложность настройки вычислительногоустройства, кроме того, переходныйпроцесс становится неоптимальным,приизменении модуля управляющего сигна. ла или инерционности объекта, 35Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой является система автоматического регулирования,содержащая два контура управления.В первый контур включены последовательно соединенные первый и второйсумматоры, усилитель, двигатель,редуктор, исполнительный механизми датчик обратной связи, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, на второй вход которого подается задающий входной сигнал. Второй контур включен между выходом двигателя и вторым входом второго сумматора и содержит последо. вательно соединенные датчик скоростии ключ, второй вход которого черезпреобразующее устройство подключенк выходу первого сумматора, Второйконтур системы позволяет ввести корректирующий сигнал, пропорциональный производной от сигнала ошибкис момента равенства модулей сигналов ошибки и ее производной до момента равенства текущего значенияпроизводной ошибки пороговому значению. Такая коррекция практическиликвидирует перерегулирование 3 ,Однако данная система не обеспечивает предельного быстродействияпри обработке ступенчатого входногс 65 сигнала, так как полная эффективность исполнительно органа используется не на всем интервале переходного процесса.Целью изобретения является повышение быстродействия.Поставленная цель достигаетсятем, что система автоматического регулирования, содержащая датчик скорости, дифференциатор, последовательно соединенные первый сумматор,второй суМматор, подключенный вторымвходом к первому выходу первого ключа, усилитель, двигатель, редуктор,исполнительный механизм и датчикобратной связи, выход которого сое- .динен с входом первого сумматора,выход двигателя подключен к входудатчика скорости, дополнительно содержит последовательно соединенныеисточник корректирующего сигнала,второй ключ, подключенный выходом квходу первого ключа, а вторым входом - к выходу первого сумматора,последовательно соединенные третийключ, запоминающий элемент, масштабный блок, первый компаратор, подключенный вторым входом к выходу первого сумматора, к первому входу и че"рез дифференциатор - к второму входу третьего ключа, логический блок,второй Входи ВыхОд кОтОрОгО подключены соответственно к входу иуправляющему входу первого ключа,подсоединенного вторым выходом ктретьему входу второго сумматора,последовательно соединенные задатчик, второй компаратор, второй входи выход которого подключены состветственно к выходу датчика скоростии к третьему входу логического блока,На чертеже представлена функциональная схема системы автоматического регулирования.Система автоматического регулирования содержит первый сумматор 1,второй сумматор 2, усилитель 3,двигатель 4, редуктор 5, исполнительный механизм 6, датчик 7 обратной связи, датчик 8 скорости, преобразующее устройство 9, первый ключ10, второй ключ 11, источник 12 корректирующего сигнала, третий ключ 13,запоминающий элемент 14, масштабныйблок 15, первый компаратор 16, логический блок 17, задатчик 18, второй компаратор 19 и дифференциатор20, Последовательно соединенные первый сумматор 1, второй сумматор 2,усилитель 3, двигатель 4, редуктор5, исполнительный механизм 6 и датчик 7 обратной связи, выход которого подключен к второму входу первогосумиатора 1, образуют линейный контур регулирования. Корректирующийсигнал +О с выходов источника 12корректирующего сигнала через второйна вход запоминающего элемента 14 который запоминает это значение. За-. помненная величина ошибки подается через масштабный блок 15; в котором она умножается на определенный коэф. фициент К на первый вход первого компаратора:16, в котором она .сравнивается с текущим значением-сигнала ошибки, подаваемым на второй вход первого компаратьра.16. В момент ра-, венства этих сигналов с выхода первого компаратора.16 управляющий сигнал через логический 6 кок 17 посту- пает.на вход первого ключа 10, который переключает свой вход на третий ( вычитающийвход второго сумматора 2, сигнал на выходе которого меняет знак и по амплитуде достаточен для перевода усйлителя 3 в режим насыщения. Двигатель 4 начинает форсированное торможение. Отключение корректирующего сигнала происходит при снижении модуля сигнала ошибки до порогового значения. При этом второй ключ 11.устанавливается в исходное положение, сигнал на его выходе пропадает и логический блок 17 переводит первый ключ 10 в исходнае положение. В реальной системе может случиться так., что под действием возмущений.ско- рость двигателя 4 уменьшается до своего порогового значения раньше, чем ликвидирована сшибка. В этом случае сигнал на выходе датчика 8 скорости равен сигналу навыходе задатчика 18 и сигнал с выхода компаратора 19 через логический блок 17 поступает на вход первого ключа 10, который переключается в исходное положение. При этом система форсированно ликвидирует ошибкуКоэфФициент К в идеальном случае равен 0,5. Однако при постройке реальной системы он может, быть выбран в пределах 0,4-0,6.; Причем его величина остается постоянной, независимо от амплитуды, входного сигналаи от изменения инерционности объекта, так как участки форсированного разгона и торможения из-. меняются пропорционально. Таким образом, введеннЫе новыеэлементы и связи позволяют исполь-зовать управляющее воздействие сполной эффективностью и. за счетэтого повысить быстродействие системы,ключ 11 и первый ключ 10 подается на второй или третий -вход второго сумматора 2; Первый ключ 10 представляет .собой дистанционный переключатель с двумя устойчивыми положениями, его положение определяется сигналами, 5 пОдаваемыми на его.первый вход с выхода преобразующего устройства 9, на первый, второй и третий вход кото-. рого кодаются.сигналы соответственно с выхода первого сумматора 1, вы хода. второго ключа 11 и выхода датчика 8 скорости. Второй ключ 11 выполнен .в виде поляризованного реле со средним устойчивым положением и управляется сигналом с вйхода первого ,15 .сумматора 1, поступающим на его тре-, тий вход. Третий ключ 13 замыкается приотсутствии (смене знака 1 сигнала на его втором входе, т,е. при Й = О,Система работает. следующим образом.В иаходном.положении первый ключ 10 находйтся в первом положении и соединяет свой.входс вторым суммирующимвходрм второго сумматора 2, второй ключ 11 йаходится в ней тральном йоложении. Положение ключей .10 и 11 соответствует их исходному состоянию. При отработке медленно30 амплитуда ошибки не превышает заданного порогового значения, устройство работает как линейная система. Ири появлении ступеньки сигнала ошибки, превышающей пороговое зна-. чение, срабатывает второй ключ 11 и сигнал коррекцииО сознаком, соответствующим,знаку ошибки, подается с выхода источника корректирую.щего сигнала через второй ключ 11 и .первый ключ 10 на второй суммирую щийвход второго сумматора 2, что соответствует введению глубокой положительной обратной связи. усилитель 3 переводится в насыщение, и двигатель 4 начинает Форсированный раз гон в сторону ликвкдации ошибки. Одновременно сигнал коррекции с выхода второго ключа 11 подается на вто- . рой вход преобразующего устройства 9 в котором логический блок 17 ри водится в готовность к работе., В момент окончания нарастания сигнала ошибки Е его нроизводиая Е =О. От-. сутствие сигнала на выходе дифференциатора 20 кратковременно открывает третий ключ 13, через который текущее значение сигнала ошибки подается:Заказ 4977/45 Тираж 874 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССи открытийокая наб., д/5 ППП "Патентф, г. Ужгоро Фил Проектная,Составитель В.Кузинактор й.ГулькО Техред В.Далекорей КорректорО.Билак. ащееющающщютщщщщещю мщ щеюющщющащ щщ ещещ ще щщащ щщющ щ щ