Система автоматического регулирования

(19) (11)3(59 С 05 В 1302 БРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ ги 7-159П.и в.емах ника" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМ,Ф СВИД(56) 1. Догановскнй С,А. Вычислтельные устройства в автоматичких системах управления по воэнию. М., "Энергия", 1964, с. 12. Боровиков М.А., Инещин АПрименение упреждающей коррекцобыкновенных линеаризуемых сисавтоматического регулирования.Известия ВУЗов, "ЭлектромехУ 9 1972 (прототип).(54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая модель не-,компенсируемой части объекта регулирования, элемент сравнения, последовательно соединенные первый и вто.рой блоки рассогласования, регулятор и статическую модель компенсируемой части объекта регулирования,вход и выход объекта регулирования,состоящего иэ.последовательно соединенных компенсируемой и некомпенсируемой частей, подключены соответственно к выходу регулятора и кпервому входу первого блока рассогласования, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повьппения .ее быстродействия и точности, введены сумматор, последовательно соединенные мо" дель компенсируемой части объекфа регулирования с удвоенным статическим коэффициентом. и первый блок пе-. ремножения, последовательно, соединенные усилитель и. первый пороговый элемент, последовательно соединенные выпрямитель, второй пороговый элемент и второй блок перемножения, последовательно соединенные третнй пороговый элемент и третий блок перемножения, подключенный вторым входом к выходу некомпенсируемой,части объекта регулирования, а выходом " к суммирующему входу элемента сравнения, вычитающий вход и выход кото" рого подключены соответственно к выходу первого блока перемножения и к первому входу сумматора, соединенного вторым входом с выходом статической модели некомпенсируеюй части объекта регулирования, входусилителя соединен с выходом пер-, Ф ваго блока сравнения, а выход " с входом выпрямителя и третьего порогового элемента; вход модели компен-сируемой части объекта регулирования с удвоенным статическим коэффициентом подключен к выходу регулятора, а выход первого порогового элементак второму входу первого блока перемножения, второй вход и выход второго блока перемножения подключены соответственно к выходу модели некомпенсируемой части объекта .регулирования, соединенной входом с выходом сумматора, и к второму входу. второго блока сравнения.1084735 5 10 20, объекта регулирования, а выходом -1Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть применено для регулирования объектов с переменными параметрами и запаздыванием.Известна система автоматического регулирования, содержащая последовательно соединенные первый и второй блоки рассогласования, регулятор, объект регулирования, состоящий из соединенных последовательно компенсируемой и некомпенсируемой частей объекта, моделей компенсируемой и некомпенсируемой частей объекта 1 .Недостатком известной системы .является необходимость точного моделирования компенсируемой части объекта, а также низкая точность, так как возмущающие воздействия, действующие на компенсируемую часть объекта, нарушают условия компенсации.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система автоматического регулирования, содержащая последовательно соединенные первый и второй блоки, рассогласования, регулятор, объект регулирования; состоящий из последовательно соединенных компенсируемой и некомпенсируемой частей, выход которого соединен с одним из входов первого блока рассогласования, корректирующее устройство, выполненное из статической модели компенсируемой части, модели некомпенсируемой части объекта и элемента сравнения 2 .Однако известная система харак. - теризуется низким быстродействием вследствие уменьшения собственной частоты системы и низкой статичес" кой и динамической точностью, так как возмущающее воздействие, приложенное к компенсируемому звену, не отрабатывается системой.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности системы. Поставленная цель достигается тем что в систему автоматического регулирования, содержащую модель некомпенсируемой части объекта регулирования, элемент сравнения, последовательно соединенные первый и второй блоки рассогласования, регулятор и статическую модель компенсируемой части объекта регулирования, вход и 25 30 35 40 45 56 55 выход объекта регулирования, состоящего из последовательно соединенных компенсируемой и некомпенснруемой частей, подключены соответственно к выходу регулятора и первомувходу первого блока рассогласования, введены сумматор последова.тельно соединенные модель компенсируемой части с удвоенным статическим коэффициентом и первый блок перемножения, последовательно соединенные усилитель и первый пороговыйэлемент, последовательно соединенные выпрямитель, второй пороговыйэлемент и второй блок перемножения,последовательно соединенные третийпороговый элемент и третий блок пере.множенияуподключенный вторым входомк выходу некомпенсируемой части к суммирующему входу элемента сравнения,вычитающий вход и выход которого подключены соответственно к выходу первого блока перемножения и к первомувходу сумматора, соединенного вторым входом с выходом статическоймодели некомпенсируемой части объекта регулирования, вход усилителясоединен с выходом первого блокасравнения, а выход - с входом выпрямителя и третьего порогового элемента, вход модели компенсируемойчасти объекта регулирования с удвоенным статическим коэффициентом подключен к выходу регулятора, а выходпервого порогового элемента - к второму входу первого блока перемножения,второй вход и выход второго блока перемножения подключены соответственно квыходу модели некомпенсируемой час- .ти объекта регулирования, соединенной входом с выходом сумматора, и квторому входу второго блока сравнения.На чертеже, представлена блок-схема системы,На схеме приведены блоки 1 и 2рассогласования, РегулятоР 3, (Ву(ояобъект регулирования, состоящий изсоединенных последовательно компенсируемой 4 (% (р и некомпенсируемой 5 (%0(р частей, статическаямодель 6 компенсируемой части объек 1 га (Кох), элемент 7 сравнения, модель8 некомпенсируемой части объектам(Ъ(р, модель 9 компенсируемойчасти с удвоенным статическим коэффициентом (2 В(р) ), блоки 10-12 переммножения, сумматор 13, пороговые эле3 1;0847 менты 14-16, выпрямитель 17, усили- тель 18.Система работает следующим образом.Входной сигнал Х 9 поступает на 5 первый вход блока 1 рассогласования., а на второй вход подается выходной сигнал системы Х . На выходе блока 1 рассогласования появляется сигнал ошибки Я, которыйподают на вход 10 блока 2 рассогласования, где происходит сравнение. ошибки б с сигналом коррекции Х, .поступающим с выхода блока 12 перемножения. Одновременно сигнал ошибки Е поступает на вход 15 .усилителя 18. Усиленный сигнал ошибки через пороговые элементы 14 и 16 поступает на первые входы блоков 10 . и 11 перемножения соответственно, а через выпрямитель 17 и пороговый -20 элемент 15 - на первый вход блока 12 перемножения. На второй вход блока перемножения подается сигнал с выхода регулятора Зчпредварительно пропущенный через модель компенсируемой 25 части с удвоенным статическим коэффициентом 9. На второй вход блока 11 перемножения поступает сигнал с выхода компенсируемой части 4 объекта. Сигналы с выходов блоков 10 и 11 З 0 сравниваются в элементе 7 сравнения и результат сравнения подается на первый вход сумматора 13, на .второй вход которого поступает сигнал черезстатическую модель 6 с выхода компенсируемой части объекта регулятора 3, Выходной сигнал сумматора 13 через модель 8 некомпенсируемой части подается на второй вход блока 12 перемножения. Пороговый элемент 14 40 выдает, сигнал равный единице, если ЕО, и равный нулю, если Яс О, Пороговый элемент 15 реагирует на аб- . солютную величину ошибки, т.е, при 01 с 1(Е пна выходе элемента 15 сигнал равен единице, а в других случаях - нулю.Пороговый элемент 16 выдает сиг" нал равный единице, еслиО, а при( О - сигнал равный - 1. Если Я тЯ и, то система автоматического регулирования работает без коррекции, так сигнал с блока 12, по ступающий на вход блока 2 рассогла сования, будет равен нулю. Система1автоматического регулирования будет отрабатывать управляющее воздейст 35 4вие Хс быстродействием, определяемым собственной частотой системы,9 Как только 04 Цс , то сигнал с порогового элемента 15 станет равным единице, а следовательно, с блока 12 перемножения на вход блока 2 рассогласования поступает сигнал коррекции с выхода модели,8, При этом в зависимости от знака ошибки ссигнал коррекции формируется по-разному. Если 7 О, то Х =%О(ВокФщ+Кок) ХР 1 а если Я( О, то Хк =Во (Крк Фоч)Хр При выполнении условия чч=Мок корректирующий сигнал Х не зависит от знака ошибки. Это обстоятельство обеспечивает отработку управляющего воздействия Хнезависимо от способа формирования корректирующего сигнала Х, т.е. выходная координата системы Х , при действии коррекции определяется какФр(Р) фок(Р 1 фо(Р)ХВы(,Р)=. Х 0 кр 1+щР(Р) о(Р) шо(Р)Таким образом, отработка управляющего воздействия осуществляется с быстродействием, определяемым собственными параметрами системы (без параметров корректирующего устройства). При достижении ошибкой величины ОЯ(ЕА,ю включается корректирующее устройство и система стабилизируется, так как параметры компенсируемой части 4 объекта не влияют на устойчивость системы (что видно из выражения характеристического уравнения),При отработке возмущающего воз-.действия 1, прикладываемого к компенсируемой части 4 объекта, способ формирования корректирующего сигнала сказывается на поведении системы.Предположим, что в результате приложения возмущения 1 сигнал ошибки системы Я О, тогда формирование корректирующего сигнала осуществляется таким образом, что ошибка при этом определяется1-М рР)амоко)фойЕ(Р) ИИЧОх 1,ЧЧ1+ Мрр) Ко(р 1 фо РЪСогласно этого выражения ошибкастремится изменить знак, т.е. Я ( О.Это приводит к тому, что изменяетсяспособ формирования корректирующего:.Составитель В. Кузи Техред А. Ач рректор О. Била пк едакто Тираа 842 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, 3-35, Рааказ 2000/41 Подписнокомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ушгород, ул. Проектная сигнала и вырашение ошибки системы будет иметь видИ 1(Р) Р 1т.е. ошибка Я стремится вновь изменить знак (ЯО). Это обстоятельство приводит вновь к изменению способа формирования корректирующего сигнала. Все процессы в дальнейшем будут повторяться. Следовательно,при обработке возмущающего воздейст- вия имеет место колебание ошибки системы около нулевого полоаения, лричем частота колебаний в идеале стремится к бесконечности.Таким образом, предлагаемая система автоматического регулирования позволяет существенно увеличить быстродействие и точность регулирования.