Система с переменной структурой

(56) Современные методьния систем автоматичесния./ Под общ. ред. Б,И.: Машиностроение, 19Цыпкин Я.З, Основытических систем. - М.:с. 162-165.Емельянов С.В. Систческого управления с птруктурой. - Ч.: Наук1,(54) СИСТЕИАС ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ,(57) Система относится к областигорнодобывающей промышленности иможет найти широкое применение приуправлении объектами с большой инерционностью, например землеройными;машинами. В системе решается задачакомпенсации влияния параметрическихвозмущений объекта регулирования. Этазадача решается следующим образом. 238029 А Сигнал задания поступает на вход блока сравнения, в котором сравнивается с текущим значением регулируемой координаты. Сигнал рассогласования через сумматор поступает на вход усилителя мощности, который воздействует на объект управления, Кроме того, сигнал задания и сигнал рассогласования поступают на входы блока изменения структуры, в котором они дифференцируются и суммируются с сигналом рассогласования Суммарный сигнал поступает на второй вход сумматора н на управляющий вход коммутирующего элемента. На информационный вход коммутирующего элемента ;и на первый вход суммирующего элемента подается сигнал рассогласования. Выходной сигнал коммутирующего эле-, ,мента подается на второй вход суммирующего элемента. Коммутирующий и суммирующие элементы входят в состав коммутатора. Выходной сигнал суммирующего элемента является вь)ходным сиг налом коммутатора. Он поступает на третий вход сумматора. 1 з.п.ф-лы, 11238 если н, "м Изобретение относится к горнодобы-вающей промыпшенности и может найтиширокое применение при управленииобъектами с большой инерционностью,например землеройными машинами.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия (т,е. качества управления) системы.На чертеже представлена функциойальная схема системы. ОСхема содержит блок 1 сравнения,сумматор 2, коммутирующий элемент 3,суммирующий элемент 4, сумматор 5,усилитель 6, объект управления 7,первый и второй дифференциатор 8 и 9,задатчик 10, блок 11 измененияструктуры, коммутатор 12,Кроме того, на чертеже обозначено- выходной сигнал-го блока илиэлемента системы. 20В состав блока изменения структуры 11 входят дифференциаторы 8 и 9и сумматор 2,.В состав коммутатора 12 входяткоммутирующий 3 и суммирующий 4 элементы.Система работает следующим образом.На выходе задатчика 10 формирует-,ся сигнал 0,ь, который поступает напервый вход блока 1 сравнения, навторой вход которого поступает сигналО с выхода объекта .7; На выходе блока 1 сравнения формируется сигнал0= К(0 -О ), где .К, - коэффициентпередачи блока 1 сравнения, и постУпает на первый вход блока 11 йзменения структуры, на второй вход которого поступает сигнал 0 с выходапьзадатчика 10.В блоке 11 изменения структуры"сигнал 0 дифференцируется в первом.дифференциаторе 8, на выходе которогоформируется сигнал О К 0, гдеКз - козффи 1 иент передачи дифференцйатора 8, который поступает на первый вход сумматора 2. Кроме того,в.блоке 11 изменейия структуры сигналНпоступающий на его первый вход,дифференцируется во втором дифферен-,:циаторе 9, на выходе. которого формй- э 0руется сигнал Оз КзО где К - коэффициент передачи дифференциатора9, который поступает на второй входсумматора 2. На третий вход сумматора2 поступает сигнал 0 , а,на его Ивыходе формируется сигнал ц = К 0 ++ ъК 30 К Кг Кэфициенты передачи по первому, второму 029 1и третьему входам сумматора 2. Выходной сигнал 0 сумматора 2 является выходным сигналом блока 1 изменения структуры.Сигнал О, с выхода блока 11 изменения структуры поступает на управляющий вход коммутатора 12 и в нем на управляющий вход коммутирующего элемента 3, Сигнал 0 с выхода блока 1 сравнения поступает на информационный вход коммутатора 12 и в нем на информационный вход коммутирующего элемента Э.На выходе коммутирующего элемента 3 формируется сигнал вида 3 О, если О, 1 Этот сигнал поступает на вход суммирующего элемента 4, на выходе которого формируется сигнал 0 0 +О, который поступает на первый вход сумматора 5.На второй,и третий входы сумматора 5 поступают сигналы 0 и 0 с выкодов блока 1 сравнения и блока 11 изменения структуры. На выходе сумматора 5 формируется сигналС учетом вида коммутирующей функ-. ции коммутирующего элемента 3 можно выделить три режима работы системы,1-й режим выполняется при условииОЮ,. В этом случае выходной сигналкоммутирующего элемента 3 будетравен ОзО, -О, а выходной сигналсумматора 5 будет равен О,= Оз - 0, =ю 0 - Ц -1 12-й режим выполняется при условии0,0, В этом случае выходной сигнал0 коммутирующего элемента 3 будетравен О = О, а выходной сигнал Озсумматора 5 будет равен Ц 5= 0 -0=- 03-й режим выполняется при условии, = 0 или при разнополярных сигналахО, и О, . В этом случае выходной сигнал 0 сумматора 5 будет равен Оз О,Выходной сигнал О сумматора 5 пос"тупает йа вход усилителя 6, на выходекоторого формируется сигнал .О вида0 =К, О, где К,О - коэффициентпередачи усилителя 6, который воздействует на объект 7,управления.Объект 7 управления меняет своеположение. Выходной сигнал (координата)0, объекта 7 управления подается на1238 3второй вход блока 1 сравнения. В дальнейшем система, работает аналогично до тех пор, пока выходной сигналблока 1 сравнения не станет равным нулю. 5Работа системы на трех указанных режимах.1-й режим. В этом случае управление в данной системе осуществляется так же как в обычной замкнутой системе регулирования по отклонению, когда управляющий сигнал на выходе усилителя 6 равен О = К 6 Ц = К (-О ) =/ К / К( О. -О, ), где К 6О.При К =/К К /1 данная система близка к предельной, т.е. к тому случаю, когда выходной сигнал О 7 объекта. 7 управления перестает зависеть от возмущающего воздействия и начинает точно воспроизводить выходной сигнал задатчика 10.2-й режим. В этом случае управление в данной системе осуществляется в. соответствии с сигналомО К 6 6 = 6(-"1 )=/ 6 И - граничный коэффициент устойчи, вости.30тКоэффициент к, как в системах с комбинированным управлением, выбирается из условия демпфирования системы.Во время переходного процесса управления система работает в этом устойчивом режиме, так как О в этом случае, как правило, больше ОПри этом в случае переретулировання при нарастающем задающем сигнале О, , когда сигнал рассогласования 40 О, изменит знак, а знак сигнала О сохранится, система переходит в 3-й режим работы и сигнал управления О6 на объект 7 управления не поступает. Объект 7 управления будет совершать 45 свободное движение до момента, когда 029значение задающего сигнала О пре-взойдет значение выходного сигналаО, на столь мапую величину, что О 1станет равным О и система перейдет в состояние, соответствующее 1-му режиму работы, т.,е, в режим слежения с малой ошибкой.В случае перерегулирования .приОз = О, т,е. когда задающий сигналО, принял постоянное значение, система будет находиться в устойчивомсостоянии, соответствующем 3-му режиму работы, и выйдет из него при дальнейшем изменении задающего сигнала О,Изобретение позволяет повыситьточность и быстродействие системы. Формула изобретения 1. Система с переменной структу рой, содержащая последовательно соединенные задатчик, блок сравнения, коммутатор, сумматор, усилитель и объект управления, соединенный выхо; дом а вторым входом блока сравнения, подключенного выходом к первому входу блока изменения структуры, соеди-:. ненного вторым входом с выходом задатчика, а выходом " с управляющим входом коммутатора, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повыше ния точности и быстродействия системы,. в ней выходы блока сравнения и блока изменения структуры соединены соответственно, с вторым и третьим, входами сумматора.2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок изменения структуры содержит первый и второй дифференцнаторы, соединенные выходами с первым и вторым входами сумматора, причем третий вход сумматора, вход первого дифференциатора и выход сумматора являются соответственно первым, вторым входами и выходом блока изменения структуры.