Система экстремального регулирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01) З 15 Р С 05 В 13/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ(46) 30.07.84. Бюл. 9 2 (71) Пермский политехни ский инсти(54)(57) 1. СИСТЕМА ЗКСТРЕМАЛРЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая ительно соединенные блок оргпоиска, исполнительный мехаобъект управления, о т л ищ .а я с я тем, что, с цельния конструкции системы, блзации поиска выполнен в видляемого по напряжению автогколебаний.2. Система по п лебаний содержит операционный усилитель, резистор и конденсатор, включенный между входом и выходом операционного усилителя, первый вывод резистора соединен с входом операционно" го усилителя, а второй вывод с точкой нулевого потенциала, причем вход питания операционного усилителя является входом автогенератора колебаний, а выход операционного, усилителя - выхо" дом автогенератора колебаний.3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что автогенератор колебаний содеркит химотронный блок и набор релейных элементов, причем входы химотронного блока подключены к соответствующим выходам набора релейнык элементов и ко входу исполнительного механизма, а выходы химотронного блока соединены с соответствующими входами набора релейных эле" ментов и вход питания набора релейных элементов является входом автогенератора колебаний.11 О 5Изобретение относится к экстремальному управлению непрерывными объектами в условиях возмущений и может бытьприменено при построении экстремальных регуляторов различных назначений,Известна экстремальная система,содержащая дифференцирующее звено, входкоторого соединен с выходом объектауправления, выход дифференцирующегозвена соединен с входом релейного 10элемента, выход которого подключен ковходу исполнительного механизма, авыход исполнительного механизма соединен с входом объекта управления 11. Данная система позволяет 15реализовать непрерывный поиск с реверсом для однопараметрических экстремальных объектов управления.Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой является 20экстремальная система, содержащаяустройство управления, вход которого подключен к выходу объекта управления, двустабильный элемент, входкоторого подключен к выходу устройст ва управления, а выход ко входу релейного элемента, исполнительный механизм, вход которого подключен квыходу релейного элемента, а выход -ко входу объекта управления. Эта сис тема также позволяет реализовать непрерывный поиск с реверсом для однопараметрических экстремальных объектов управления2 3.Недостатком указанных систем явля-З 5ется сложность конструкции, связаннаяс реализацией непрерывного поиска среверсом,Цель изобретения - упрощение конструкции системы. 40Указанная цель достигается тем,что в системе экстремального регулирования, содержащей последовательносоединенные блок организации поиска,исполнительный механизм и объект управления, блок организации поиска выполнен в виде управляемого по напряжению автогенератора колебаний.Кроме того, автогенератор колебаний содержит операционный усилитель,резистор и конденсатор, включенныймежду входом и выходом операционногоусилителя, первый вывод резистора соединен с входом операционного усилителя, а второй вывод - с точкой нуле"55вого потенциала, причем вход питанияоперационного усилителя является входом автогенератора колебаний, а выход операционного усилителя - выходом автогенератора колебаний.Автогенератор колебаний содержитхимотронный блок и набор релейныхэлементов, причем входы химотронного блока подключены к соответствующим выходам набора релейных элементов и ко входу исполнительного механизма, а выходы химотронного блока соединены с соответствующими входами, набора релейных элементов, и вход питания набора релейных элементов является входом автогенератора колебаний.На фиг.1 изображена блок-схема системы экстремального регулирования, на фиг.2 - блок-схема второго варианта выполнения автогенератора, на фиг.3 - зависимость тока, протекающего через химотронный блок в зависимости от величины потенциала И, поданного на электрод.Система экстремального регулирования содержит блок организации ииска 1, исполнительный механизм 2, объект управления 3, операционный усилитель 4, резистор 5 и конденсатор 6.Автогенератор, выполненный по второму варианту, содержит химотронный блок 7 и набор релейных элементов 8.Система экстремального регулирования с автогенератором, выполненным по первому варианту, работает следующим образом.На вход питания операционного усилителя 4 (фиг. О поступает напряжение питания от объекта управления 3, пропорциональное величине показателя качества О . При этом, за счет имеющейся положительной обратной связи через конденсатор б возникает генерация. С выхода операционного усилителя 3 импульсы, форма которых близка к прямоугольной, воздействуют на вход исполнительного механизма 2. Это приводит к изменению состояния выхода исполнительного механизма 2, что вызывает изменение состояния входа объекта управления 3 и, значит его выхода.В момент начала регулирования Фо показатель качества имеет значение Й . Выходной сигнал О операционного усилителя может иметь как положительную, так и отрицательную полярность, что носит статистический характер, После включения операционного усилителя 4 начинается заряд конденсатора 6 через резистор 5. При этом происходит изменение состояния и объекта управления 3. В случае, если показатель качества О увеличивается, напряжение питания. операционного усилителя также увеличивается. Это обусловливает увеличение времени заряда конденсатора 6, так как абсолютная величина напряжения выхода операционного усилителя связана с Я выражением0=61- аО где Й - величина показателя качества,- коэффициент пропорциональностис - константа, причем ЕЯкПосле заряда конденсатора и умень шения напряжения на прямом входе операционного усилителя до величины, меньшей напряжения на инверсном вхо де, происходит изменение знака напряжения на выходе операционного усилителя 4. Начинается заряд конденсатора 6 в другую сторону. Это приводит к уменьшению величины ц и уменьшению напряжения Ц , что обусловливает1 25 уменьшение напряжения питания операционного усилителя 4. Так как заряд конденсатора в данном регуляторе описывается зависимостью, близкой к экспоненциальной, то увеличение напряжения О на выходе операционного2усилителя за счет увеличения напряжения питания приводит к более значительному увеличению времени заряда конденсатора, чем уменьшение времени заряда при уменьшении напряжения пи тания. Поэтому время движения объекта управления 3 в сторону увеличения 6 больше времени движения в другую сторону при близких скоростях движения, что приводит через определенное число циклов к выходу к экстремуму независимо от того, на каком участке экстремальной характеристики находился объект регулирования в момент начала регулирования. После достижения экстремума происходят рыскания вблизи него. Для уменьшения потерь на рыскание следует выбирать длительность импульсов много меньше постоянной времени исполнительного механизма 2Система экстремального регулирования с автогенератором, выполненным по второму варианту, работает следующим образом. 55Релейные элементы 8 соединены с химотронным блоком 7 по принципу положительной обратной связи и реализуют самоорганизующуюся систему. В момент подачи напряжения на входы питания релейных элементов 8 (фиг.2) часть из них срабатывает и на электродах химотронного блока появляется случайное. значение потенциала либо + О, либо - О . (Зависимость тока электрода Э от времени 1 при подаче на электрод потенциала 11 имеет вид показанный на фиг.3).С течением времени абсолютная ве личина тока электрода уменьшается. При достижении значенияна входе одного из релейных элементов происходит изменение знака входного тока и этот релейный элемент срабатывает. Это вызывает срабатывание и других релейных элементов. Вновь начинается процесс, показанный на фиг.3, В системе - химотронный блок - релейные элементы возникает генерация. Форма импульсов близка к прямоугольной.Импульсы воздействуют на исполнительный механизм 2, а с его выхода сигнал поступает на объект управления 3 (фиг.2), При этом изменяется напряжение питания релейных элементов, а следовательно, и их выходной сигнал 0Как видно из фиг.3, время 1 между срабатываниями релейных элементов за висит от О . Большему О соответству" ет большее значение 1 Поэтому при увеличении напряжения питания редей", нОго элемента момент очередного срабатывания релейных элементов отодви-. гается, а при уменьшении - приближа- ется к моменту предыдущего срабатывания. Таким образом время движения объекта управления к увеличению показателя качества становится больше времени движения в сторону уменьшения показателя качества. Кроме того, скорость движения к увеличению показателя качества несколько больше скорости движения в обратную сторону, что обусловленс изменением величины . 0 . Таким образом, из любой части ха. рактеристики происходит движение к вершине экстремального "холма".Применение предложенной экстремальной системы и ее вариантов позволит значительно повысить качество регулирования, снизить требования к элементной базе регулятора по сравнению с прототипом.1105861 О Билак аказ 5600/37 Тираж 842 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб