Экстремальная система управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН А 5 В 13 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 л, В 24И,Г.Дорух,Е., Макаровский С,канальный автоматир АО. - Приборыения, 1970, В 7,етельство СССР05 В 13/02, 1983 СИСТЕМА УПРАВЛЕН тносится к област равления, в част- экстремальным уст я нелинейными диГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙФ,.80.1241191 намическими объектами, Цель изобретения - упрощение системы и повышение ее быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что вместо сложного осредняющего фильтра в цепь управления релаксационным генератором вводится сумматор, Принцип работы системы заключается в,том, что сигналы от генератора не подвергаются преобра.зованию в последовательность треугольных, а затем в последовательность прямоугольных импульсов с последующим усреднением. Это повьппает быстродействие. В системе имеются два контура: контур управления объектом и контур управления частотой работы Я релаксационного генератора, состоящий иэ сумматора, определителя знака, триггера и интегратора, 3 ил.12Изобретение относится к автоматическому управлению,в частности к поисксвым устройствам управления нелинейными динамическими объектами, динамические параметры которых заранеенеизвестны или меняются в процессеработы.Целью изобретения является упрощение системы и повышение ее быстродействия.На фиг. 1 приведена структурная. схема предлагаемой системы," на фиг.2Фи 3 - структурные схемы возможныхреализаций определителя знака приращения и стабилизатора амплитуды.Система содержит релаксационныйгенератор 1, первый триггер 2 сосчетным входом, первый интегратор 3с изменяемым коэффициентом передачи,объект управления 4, дифференциатор5, стабилизатор 6 амплитуды, определитель 7 знака приращения, второй(фиг, 2) содержит .запоминающее.уст=ройство 11, элемент 12 сравнения исигнум-реле 13,При работе определителя знакаприращения запоминающее устройство11 запоминает входной сигнал. только,при его.увеличении, на уменьшениевходного сигналаоно не реагирует.Сигнал с запоминающего устройства непрерывно подается на элемент 12 сравнеЮния, где сравнивается с текущим значением входного сигнала, Разностьзапомненного и текущего значенийпоступает на сигнум-реле 13, и по,достижении зоны нечувствительностипоследнее срабатывает, и, изменяясвое состояние, одновременно сбрасы-:вает запомненный в запоминающем устройстве сигнал. Определитель 7 знакаприращения определяет знак приращения средней скорости изменения вход-ного сигнала, поступающий с сумматора 10, и переключает триггер 8 лишьв том случае, если эта скоростьуменьшается.Стабилизатор 6 амплитуды (фиг. 3)содержит последовательно включенныеконденсатор 14, выпрямитель 15,фильтр 16 низких частот, элемент 17сравнения и интегратор 18, Задачаего - поддержать неизменной амплиту-ду пробных воздействий интегратора3 основного канала при изменении пеРиода пРобных воздействий, 35 где К - коэффициент пропорциональностиУ о - опорное напряжение генератора.1,Б - сумма сигналов с выходов дифференциатора .5 и интегратора 9,Триггер 2 преобразует сигнал свыхода генератора 1 в последователь ность разнополярных прямоугольныхимпульсов одинаковой амплитуды сдлительностями Ь и Ь соответственно.Интегратор 3 совместно со стаби-.лизатором 6 интегрирует последовательность разнополярных импульсов свыхода триггера 2. На выходе интегратора 3 образуется пилообразныйсигнал с периодом Т, равным Т .=+ 55 + 1, , который поступает на входобъекта управления. При этом время,изменения входного сигнала объектауправления в направлении уровня, со 40 41191При работе стабилизатора конденсатор 14 выделяет из выходного сиг. нала интегратора 3 переменную составляющую, выпрямитель 15 выпрямляетее, фильтр 16 выделяет из выпрямленного сигнала постоянную составляющую,которая пропорциональна амплитудепробных воздействий Й на входе объекта управления, в элементе 17 постоян 1 Оная составляющая сравнивается с заданным значением амплитуды Ььрй, ре-зультат сравнения интегрируется ин.тегратором 18, и .сигнал с выхода интегратора 18, пропорциональный от 15клоненияи амплитуды Й от заданногозначения Ь 8, поступает на управляющий вход интегратора 3. При этом изменяется коэффициент передачи интегратора 3, а амплитуда Ь 1 поддержива 20ется постоянной равной Ьд ,9ьСистема работает следующим образом.Основной канал оптимизации осуществляет поиск экстремума выходаобъекта управления, работая с какимто значением периода пробного воздействия, определяемый суммой сигналов на входах генератора 1, Генера-1тор 1 преобразует сумму сигналовс выхода дифференциатора 5 и интегратора 9 в последовательность следую 30щих друг за другом треугольных импульсов с длительностями 1, и Гс1241191 ответствующего. экстремуму выхода объекта управления, превышает время его изменения в противоположном направлении. В результате входной сигнал объекта управления в среднем за период пробного воздействия приближается к уровню, соответствующему экстремуму.Дополнительный канал оптимизации в зависимости от состояния триггера 10 8 увеличивает или уменьшает сигнал на выходе интегратора 9, что вызывает изменение периода Г пробного воздействия и, следоватепЬно, скоростиизменения входного сигнала объекта, 15Сумматор 10 определяет среднее значение скорости. Определитель 7 знака приращения определяет знак приращения средней скорости и в зависимости от этого знака переключа ет триггер 8 в состояние, соответствующее увеличению скорости изменения входного сигнала объекта управ- ления. При достижении длительности периода пробного воздействия, соот ветствующей максимальной скорости, . дополнительный канал в дальнейшем поддерживает ее, длительность периода пробного воздействия кслеблется около найденного значения. Движение основного канала к экстремуму выходаобъекта управления при этом совершается с максимальной скоростью. После того, как экстремум найден и скорость изменения среднего значения входного сигнала становится близкой к нулю ,(теоретически - равной нулю), триггер 8 переключается случайным образом, Но, поскольку в основном канале уже найден экстремум выходного сиг40 нала объекта управления, эти случайные переключения не сказываются на состоянии объекта управления, Если возникают отклонения выходного сигнала объекта управления от экстрему 45 ма, то весь. процесс поиска повторяется. В данной системе среднее значение скорости изменения входного сигнала объекта управления определяется сум матором 10 путем непосредственного суммирования входных сигналов генератора 1. В отличие от прототипа ука 4занная сумма сигналов не подвергается преобразованию в последовательность треугольных, а затем в последовательность прямоугольных разнополярных импульсов с периодом Т и последующему усреднению с помощью осредняющего фильтра, Это обеспечивает более быстрое и точное изменение среднего значения скорости изменения входного сигнала объекта управления, и следовательно, и более высокие быстродействие и точность установления максимальной скорости поиска экстремума выходного сигнала управления, что в конечном итоге повышает быстродействие системы по сравнению с прототипом. Кроме того, реализация в данной системе сумматора 10 намного проще, чем реализация в прототипе осредняющего фильтра, включающего в себя кроме сумматора блоки запаздывания и интегрирования. Это существенно упрощает систему и повышает ее надежность. Формула изобретения Экстремальная система управления,содержащая последовательно соединенные релаксационный генератор, первыйтриггер со счетным входом и первыйинтегратор с изменяемым коэффициентомпередачи, выход которого соединен свходом объекта управления, дифференциатор, соединенный входом с выходомобъекта управления, а выходом - спервым входом релаксационного генератора, стабилизатор амплитуды включенный между выходом и управляющимвходом первого интегратора с изменяемым коэффициентом передачи, и последовательно соединенные определительзнака приращения, второй триггер сосчетным .входом и второй интегратор,выход которого соединен с вторымвходом релаксационного генератора,о .т л и ч а ю щ.а я с я тем, что,с целью упрощения системы и повыше ния ее быстродействия, в нее введенсумматор, первый и второй входы которого соединены с выходами дифференциатора и второго интегратора соответственно, а выход - с входом определителя знака приращения,1241191 Составитель П.КудрявТехред Л. Олейник актор М,Банду Шар ррек каз 3487141 ИИПИ п