Система стабилизации

( 51) 5 В 1101 ГОСУД АРСПО ИЭОБПРИ ГКНТ Т 8 енный нОмите НИЯМ И ОТКРЫТ СР т ОПИС Е ИЭОБРЕТСВИДЕТЕЛЬСТВУ АЮТОРСН втом быт кока( 71) Институт электродинамики АН УССР(57) Изобретение относится к тическому регулированию, мож использовано при создании вы чественных систем стабилизац 2динат объекта регулирования. 11 епь изобретения - повыщение быстродействия и качества стабилизации объекта первого порядка при компенсации действия скачкообразных возмущений во всем возможном диапазоне их изменения. Система стабилизации содержит сумматоры 1, 5, усилители 2, 6, объект 3 регулирования, модель 4 объема регулирования, дифференциатор 7, релейный элемент 8 с зоной нечувствительности эадатчик 9 входного сигнала, нелинейное звено 1 О с характеристикой антилогарифмнческого типа. Ис- пользование данной системы стабилизации позволяет сократить длительность протекания переходных процессов и повысить качество регулирова-,+Р(Л ЛЛ Дл я регулирования оптимальногопо бьстродействию, управляющий сигнал11 на входе объекта должен иметьпрямоугольную форму (фиг, 2),. причем максимальная амппитуда управляю=щего сигнала должна определяться и 35ограничиваться лишь насыщением элементов системы, ТогдаФ, С 6т, Г,Б =В (1-е ) -(В- Я) (1-ее ) - Л,(1) 3 1493979Изобретение относится к автоматическому регулированию, может бытьиспользовано при создании высококачественных систем стабилизации коор 5динат объекта регулирования, и яв -ляется усовершенствованием изобретения по авт,св. У 1272307.Бель изобретения - повышениебыстродействия и качества стабилизации объекта первого порядка прикомпенеации действия скачкообразныхвозмущений во всем возможном диапазоне их изменения.Па фиг.1 представлена структурная 15схема системы стабилизации; на фиг. 2 -временные диаграммь сигналов на входе и выходе объекта регулирования.Система стабилизации содержит(Фиг,11 первый сумматор 1, первый 20усилитель 2, объект 3 регулирования,модель 4 объекта регулирования, второй сумматор 5, второй усилитель 6,дифференциатор 7, релейный элемент , 8 с зоной нечувствительности, задатчик 9 водного сигнала, нелинейное - звено 10 с хар акт ерист икой антилогарифмического типа.Система стабилизации работаетследующим образом.При отсутствии возмущения выходной сигнал У. стабилизируется на заданном уровне, определяемом сигналомзадания 116 с выхода задатчика 9 и ста тическими параметрами системы. Сигнала в цепи гибкой обратной связи нет,При появлении возмущения Л на выхо де второго сумматора 5 появляется сигнал Я, равный возмущению Л, СигналЕ через нелинейное звено 10 поступает на вход реального дифференцирую- ощего звена 7. Далее продифференцированный сигнал с( поступает на вход релейного элемента 8 с зоной нечувствительности. Если сигнал Ы превышает 45зону нечувствительности Ъ, - на выходе релейного элемента появляется сигнал производной р максимальной возможной амплитуды В, ограничиваемой лишь напряжением насыщения элементов 50системы. Сигнал производной такойформы оказывает эффективное воздейстЪвне на последующие элементы системы и объект, что значительно ускоряет процесс регулирования, В процессе 55регулирования, по достижении выходной коордйатной 1заданного значения, величина производной Ы снижается, становясь меньше зоны нечувствительности Ь релейного элемента 8, Бепь гибкой обр атной связи "р азрывается .Дпя обьекта регулирования первого порядка с передаточной функцией1(р) = ---- в р азоманутой систеф тр+1ме регулирования выходной сигнал 1 описывается уравнением где У ( р) - пер ед ат очна я функция у сиМлителя;Б, . сигнал задания,1,(й) - входной сигнал объектарегулирования с ограничением 11,(й)В;Б,1 - выходной сиЧ нал объектаре гулир ов ания;- возмущение на выходеобъекта регулирования.Дпя простоты можно принять Ыу(р)1 и 11 О = О, тогда Б= Ъ 7(р) (1 + Р(Л) ) Л - Л. Отсюда легко найти оптимальное время регулирования, приравняв нулю выражение (1) в моментоф Е1В(1-е ф)-(В- Л)(1-е е )- Л ы 0 ЛПолучим Т = -Т 1 п(1 - -).ВТ.е. при й 4 1 сигнал ф(й) должен бьггь максимапьным, а при С ) С1 он должен бьггь равен нулю.Если В ъ) Л, что характерно дпя большинства систем автоматического регулирования, обладающих значительным запасом управляющего сигнала по амппитуде (коэффициентом форсировки В/ Л )г 5-10) можно зависать1 с -Т 1 п(1 - - )Л - (2)Л ТВ В1493979отсюда Таким образом, для обеспеченияоптимального по быстродействию регулирования длительность сигнала р ( с)при известных и заданных Т, и В,должна быть пропорциональна амплитуде возмущения. Ь,В данной системе при 11(р) "1(Р)сигнап Е на выходе второго сумматора5 будет равен возмущению М, действующему на выходную координату 11 объек 1та регулирования, и система по своимсвойствам становится эквивалентнойразомкнутым системам. Для нелинейногозвена 10 с характеристикой типа антилогарифмической, реального дифференциатора 7 и релейного элемента 8 сзоной нечувствительности можно записать ЬГ 7 сЛ - с 1 п 1 КТ-В Система стабилизации по авт.св.35 Р 1272307, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения быстродействия и качества стабилизации объектапервого порядка при компенсациидействия скачкообразных возмущений во 40 всем возможном диапазоне их изменения, выход второго сумматора соединен с входом джЯеренциатора черезвведенное в систему нелинейное звенос характеристикой антилогарифмичес кого типа. Тогда при действии скачкообразного возмущения Л на выходе реального дифференциатора 7 будет сигналТеЛ Т л д(С) = -е =Ке яе " ф7КТ сЛ (3) Время, в течение которого сигнал у(С) на выходе релейного элемента 8 с зоной нечувствительности будет равен В, определим иэ выражения (3), приравняв его величине зоны нечувствительности:КТс еЬ Выбирая параметры нелинейного звена 10 такими, что 1 пО КТИз выражения (4 ) видно, что длительность синала на выходе релейного элемента оказывается пропорциональной амплитуде возмущения,Приравняв (2 ) и (4 ), найдем связь между параметрами системы стабилизации, при которых обеспечивается квазиоптимальное по быстродействию регулир ов ание:Т,с: -1-.В Таким образом, испопьэование данной системы стабилизации позволит сок" ратить длительность протекания переходных процессов и повысить качество регулирования. формула иэ обретенияСост авитель 1 ф. НикитиРедактор И. Сегляник Техред Л,ОлиЯнык орректор И. Муска Подписно изобретениям и открытиям Раущская наб., д, 4/5