Корректирующее устройство

( (9) (11) А 4(51) С 05 В 5 01 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство С437046, кл, С 05 В 11/01, 192.2Авторское свидетельство СССФ 435499, кл. С 05 В 5/01, 1974.3. Авторское свидетельство СССпо заявке Р 3492780/24,кл, С 05 В 5/О 1, 1982 (прототип),(54) (57) КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО,содержащее последовательно соединенные запоминающий блок, масштабирующий блок и сумматор, вторь)м входомподключенный к входам интегратораи фильтра, выходом через нуль-органсоединенный с управляющим входомзапоминающего блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения амплитуды автоколебаний в устройстве, в нем выход интеграторасоединен с сигнальным входом запоминающего блока,320 1 1145Изобретение относится к нелинейным корректирующим устройствам и может быть использовано в системах ав-томатического регулирования и управления, которые подвержены действиювозмущений.Известно корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные запоминающий блок, первыймасштабирующий блок и сумматор, вто Орым входом через второй масштабирующий блок подключенный к сигнальномувходу запоминающего блока и фильтра,выходом через нуль-орган подключенный к управляющему входу запоминающего блока С 13,Известно корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные запоминающий блок, масштабирующий блок, сумматор, релейный блок 20и блок умножения, вторым входом черезблок определения модуля соединенныйс выходом запоминающего блока, сигнальный вход которого соединен с вторым входом сумматора и через последо 25вательно соединенные фильтр и нульорган - с управляющим входом запоминающего блока 23Недостатками известных корректирующих устройстВ яВляются их сложность и низкое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсякорректирующее устройство, содержащеепоследовательно соединенные запоми, нающий блок, масштабирующий бпок35и сумматор, вторым входом соединенный с входом запоминающего блока,интегратора и Фильтра, входом черезнуль-орган соединенного с управляю 40щим входом запоминающего блока, выход интегратора соединен с третьимвходом сумматора 3.Однако после затухания переходного процесса в устройстве возникают45автоколебания,Целью изобретения является уменьшение амплитуды автоколебаний в корректирующем устройстве,Поставленная цель достигается тем,50что в корректирующем устройстве,содержащем последовательно соединенные запоминающий блок, масштабирующий блок и сумматор, вторым входомподключенный к входам интегратора 55и фильтра, выходом через нуль-органсоединенного с управляющим входомзапоминающего блока, выход интегратора соединен с сигнальным входом запоминающего блока.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на Фиг, 2 - фазовый портрет системы, в которой установлено предлагаемое устройство.Схема (фиг. 1) содержит блок 1 сравнения, сумматор 2, интегратор 3, объект 4 регулирования, запоминающий блок 5, масштабирующий блок 6, фильтр 7, нуль-орган 8, корректирующее устройство 9, На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 10-16 - фазовые траектории; х, х - сигнал рассогласования и его первая производная.На фиг. 1 приняты следующие обозначения: Г - сигнал возмущения; у - выходной сигнал объекта 4; к выходной сигнал корректирующего устройства 9; ч - выходной сигнал фильтра 7; ът - выходной сигнал интегратора 3; и - выходной сигнал запоминающего блока 5; 8 - сигнал задания.Рассмотрим работу корректирующего устройства в составе системы автоматического регулирования, которая содержит блок 1 сравнения, выход кото - рого соединен с входами интегратора 3, Фипьтра 7 и первым входом сум - матора 2, к второму входу которого через масштабирующий блок б подключен выход запоминающего блока 5Выход интегратора 3 соединен с входом запоминающего блока 5, а выход 7 через нуль-орган 8 подключен к управляющему входу запоминающего блока 5. Выход сумматора 2 связан с входом объекта 4 регулирования, выход которого связан с первым входом блока 1 сравнения, на второй вход которого подается сигнал задания.Система работаеТ следующим образом,Сигнал рассогласования системы х с выхода блока 1 сравнения подается на первый вход сумматора 2, а также на входы интегратора 3 и дифференцирующего фильтра 7, последний в общем случае имеет передаточную функцию Н 7/Б/= + (Б= ,( 1+т в ) . В моменты времени С когда сигнал ч на выходе. фильтра 7 переходит из положительной области в отрицательную и наоборот, нуль-орган 8 выдает сигнална управляющий вход запоминающегобпока 5, Запоминающий блок 5 фикси45320 4 где ц=ы(С,) - постоянные на отрезкевремени С;,.+зафиксированные значения интеграла от сигнала рассогласованиях системы;- моменты запоминания;ко - коэффициент передачимасштабирующего блока 6.Пусть движение в системе автоматического регулирования описывается дифференциальным уравнениемд25 где а, Ь, с 1, с - постоянные коэффициенты.Дифференциальное уравнение замкнутой системы относительно выходного сигнала ч интегратора 3 имеет вид 1305 121 г6 2 Ъ =-К ЬОФИ "Г3 2 31 о с гсйПредположим, что сигналы задания я35 и возмущения Г имеют скачкообразный характер, т.е, я=д 1(г;) и У=Го 1(е).Покажем, что в предлагаемой системе статическая ошибка ликвидируется.40 Для этого найдем установившиеся значения х=хуоти ц=цу,т. Пусть все производные в уравнениях (1) и (2) равны нулю, тогда1 о"от= Ко 1 оичст ос 1оуст К(1оПодставив выражение (4) в (3), получим, что х т =О. Рассмотрим теперь переходный процесс в системе автоматического регулирования,Пусть выходной сигналфильтра 7 формируется следующим образомч=х+ Т х (5) О 20(2) 55 3рует в моменты времени С сигнал,1поступивший на его вход, сохраняя постоянным зафиксированное значение сигнала ц на промежутке времениТогда для отрезка времени с;, С;+,1 можно записать=х+коцв появления возмущения запоминание не происходит, так как в общем случае х+Тх 0, поэтому ц=О.Так как коэффициент передачи разомкнутой системы обычно достаточно велйк, то корни характеристического уравнения замкнутой системы будут комплексно-сопряженными. Движению системы на фаэовой плоскости (х, х ) (фиг. 2) из начального состояния (точка А) соответствует спираль 12, которая либо накручивается на точку (сГ,/Ь) при Ь)0, либо раскручивается при Ь(0. Такое движение происходит до момента времени 1 ф когда х(с )=-х(С ), т.е, когда изображающая точка попадает на прямую МИ (Фиг. 2). После этого движение системы происходит под действием постоянного зафиксированного сигнала 1 с ът(С) и начальных условий х(г.1)1): х В зависимости от значения коэффициента передачи ко масштабирующего блока 6 это движение может происходить по траекториям 12, 13 и 14.Если коэффициенты к и ь выбраныотак, что фазовая траектория в момент времени С=с проходит через2начало координат (х=0, х =О) и запомненный сигнал ч(2)=сто/Ьо, то система останавливается точно в заданном состоянии траектории 13 (фиг. 2). При этом автоколебания в системе отсутствуют.Для систем автоматического регулирования, начальные состояния которых лежат на линии КЬ (Фиг. 2), пер ходный процесс заканчивается за конечное время С, =С,+С точно в заданном состоянии. При отклонении начальных состояний от линии КЬ изменяется характер переходных процессов в системе, Время переходного процесса при этом меняется незначительно. Если движение системы начинается из областей МОК к ЬОИ базовой плоскости, то переходные процессыв ней протекают с перерегулированием(фиг. 2, траектория 15). Переходныепроцессы без перерегулирования имеютместо в системе, начальные состояниякоторой лежат в областях МОЬ и КОИПредположим, что до появления возмущения система находилась в сос.ф тоянии покоя (х=х =О), а в моментТаким образом, соединение выхода интегратора с сигнальным входом запоминающего блока позволяет улучшить