Способ коррекции систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике

(39) 05 В 5/О ПИСАНИЕ ИЗОБР Е Я ского управления; на фиг. 2 - эпюра сигналов, получаемых в результате псевдолинейного преобразования; на фиг. 3 - пример реализации способа коррекции систем автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике.В состав устройства коррекции входятапериодическое звено 1 с большой постоянной времени, реальный дифференциатор 2, линейное корректирующее устройство 3, фильтр 4, второе линейное корректирующее устройство 5, режекторный фильтр 6, псевдолинейное корректирующее устройство (ПЛКУ) 7 и сумматор 8. тем абытьденноуправтудно е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт проблем машиностроения при МГТУ им. Н.Э.Баумана(56) Хлыпало Е,И, Расчет и проектирование нелинейных корректирующих устройств. - Л.: Энергоиздат, 1982, с. 123, 148,Авторское свидетельство СССР М 387331, кл. 6 05 В 5/01, 1973.(54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С РЕЗОНАНСНЫМ ПИКОМ В АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕ РИ СТИ КЕ (57) Изобретение относится к системам автоматического управления (САУ) и может быть использовано при коррекции вынужденного движения САУ с резонансным пиобретение относится к области систоматического управления и может спользовано при коррекции вынужго движения систем автоматического ения с резонансным пиком в ампличастотной характеристике. Целью изобретения является улучшние качества вынужденного движения в сстемах автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике.На фиг, 1 показаны амплитудно-частотные характеристики входного воздействия и объекта управления системы автоматичеком в амплитудно-частотной характеристике. Целью изобретения является улучшение качества вынужденного движения в САУ с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике, Часто при коррекции САУ сигнал ошибки разделяют на две составляющие: переменную и постоянную. Если постоянную составляющую подвергают линейному преобразованию, не изменяющему вида частотной характеристики входного сигнала, то переменную составляющую подвергают псевдолинейному преобразованию, при котором часть спектра входного сигнала переносится в область резонансных частот. Это увеличивает колебательность вынужденного движения. Поэтому в соответствии с изобретением подобную часть спектра подвергают просто линейному преобразованию и лишь оставшуюся часть спектра подвергают псевдолинеиному преобразованию. 3 иПсевдолинейное преобразование входного сигнала Хвх приводит к переносу части энергии гармонических составляющих этого сигнала из облайъ 5 сти частот - в область частоты2 К+1вр (фиг.1). Причем наибольшая энергия переносится из области (Ф "-)-(7- -")- как амплитуда третьей гармоники разрывного выходного сигнала Хеых (фиг.2) - максимальная среди амплитуд других гармоник, Амплитуды гармоник уменьшаются обратно пропорционально К. Ширинаоьобласти частот "-, из которой гармоКнические составляющие попадают в область резонанса системы, также уменьшается обратно пропорционально К, 20 Энергия сигнала из области частот не2 К попадает в область частоты резонанса системы, так как амплитуды четных гармоник сигнала Хвых (фиг.2), получаемого после25 псевдолинейного преобразования, равны нулю (разрывный сигнал такого вида обладает симметрией третьего рода, а коэффициенты Фурье четных гармоник таких функций равнь 1 нулю),Такой перенос гармонических составляющих входного сигнала в область резонансного пика амплитудно-частотной характеристики объекта управления ведет к повышению колебательности вынужденного движения системы автоматического управления. Чтобы устранить такую колебательность и улучшить качество вынужденного движения системы необходимо из частотного спектра выделенной после 4 О реального дифференциатора 2 переменной составляющей удалить участки спектра в соответствии с формулойа, .Ло2 К 1 1 2 т 2 К + 15 )45с Л2 К+ 1 212 К+ 1Удаление указанной части спектра можно произвести, используя гребенчатый Я фильтр 4 (фиг.З), Однако реализация таких фильтров технически сложна, Если не учитывать гармонические составляющие после псевдолинейного преобразования сигнала в области частот -- , -которые57оказывают незначительное влияние на усиление резонанса в системе из-за малости их амплитуд, можно использовать полосовой (П) фильтр 4 (фиг.З) для выделения гармонических составляющих лишь в области частот + -- - +которые далее подвергаются линейному преобразованию в линейном корректирующем устройстве 5, Остальные гармонические составляющие сигнала, выделяемые режекторным (Р) фильтром б (фиг.З), исключающим гармонические составляющие в обОфласти частоты - ф- подвергаются3псевдолинейному преобразованию в ПЛКЧ 7, а затем складываются в сумматоре 8 с постоянной и переменной составляющими, подвергнутыми линейному преобразованию.Таким образом, предложенный способ формирования управляющего сигнала при псевдолинейном или иной динамической коррекции следящих и управляющих систем позволяет учесть влияние высших гармоник разрывного сигнала на выходе ПЛКЧ, исключить влияние резонанса в системе из-зэ переноса части энергии сигнала иэ низкочастотной области в высокочастотную и обеспечить увеличение запаса по фазе эа счет раздельного по частотам преобразования гармонических составляющих управляющего сигнала, высшие гармоники которого после формирования фазоопережающих разрывов не поступают в область резонанса системы,Формула изобретения Способ коррекции систем автоматтлческого управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике, основанный на разделении сигнала ош 1 лбки системы автоматического управления на переменную и постоянную составляющие, преобразовании постоянной составляющей сигнала ошибки и формировании управляющего воздействия путем сложения этих составляющих сигнала ошибки, о т л и ч э ю - щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества вынужденного движения в системах автоматического управления с резонансным пиком в амплитудно-частотной характеристике. перед сложением подвергают линейному преобразованию гармонические сигналы переменной составляющей сигнала ошибки в области частот2 К+1 2 2 К+1где ир, Лвр - соответственно частота максимума резонансного пика и ширина области подъема резонансного пика ампли1654775 А,Е иг. тудно-частотной характеристики системы автоматического управления;К=1,2,3,а остальные гармонические сигналы переменной составляющей сигнала ошибки подвергают псевдолинейному преобраэованию путем динамического инвертирования этих гармонических сигналов,1654775 фЫ Составитель В.Шевальдактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова город, ул,Гагарина, 101 но-издательский комбинат "Патен и во каз 1949 Тираж 466 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5