Адаптивный регулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 16758 9) с 5 П 5 6 05 В 13 ИЕ ИЗОБРЕТЕН ПИ А рдо щие устческого пчеева.0 атиче и мо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский институт автоматики(56) Авторское свидетельство СССРВ 1004969, кл. 6 05 В 11/26, 1981.Нелинейные корректируюройства в системах автоматиуправления, Под ред, Ю.И. То- М.: Машиностроение, 1971, с 21(57) Изобретение относится к автскому управлению и регулировани жет быть использовано в системах управления динамическими обьектами. Цель изобретения - повышение долговечности, Адаптивный регулятор содержит последовательно соединенные масштабирующий блок 1, первый блок 2 определения модуля, блок 5 умножения, последовательно соединенные блок 3 вычисления второй производной, детектор 4 знака и последовательно соединенные дифференциатор 6, второй блок 7 определения модуля, управляемый ключ 8 с задержкой отключения. Выход ключа является сигналом управления, Управление, формируемое адаптивным регулятором, подается на объект редко, по мере необходимости, 3 ил;=огде Е - выходной параметр объекта,О - сигнал управления;- помеха, действуюшая на объект,Цель изобретения - повышение долювечности.На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого адаптивного регулятора с раздельным формированием амплитуды и фазыуправления, реализующего подачу управления на объект; на фиг. 2 - конструктивноевыполнение блока вычисления второй производной; на фиг, 3 - реализация сигналауправления, формируемого предлагаемымадаптивным регулятором, во временной области,На чертежах приняты обозначения,е(т) - сигнал ошибки, равный разности,между выходной переменной объекта регулирования в момент времени 1 и заданием навыходную переменную; к (1) - первая проIиз водная от е (1); :; (1: ) - вторая и роизводная от я ( С); Ч(т) - управляющеевоздействие.Адаптивный регулятор содержит последовательно соединенные масштабирующгеблок 1 и первый блок 2 определения модуля,последовательно соециненные блок 3 вычисления второй производной и детектор 4знака, блок 5 умножения, последовательносоединенные дифференциатор б и второйблок 7 определения модуля, а также управляемый ключ 8 с задержкой отключения, приэтом на входы масштабируемого блока 1,блока 3 вычисления второй производной,дифференциатора б поступает сигнал е (1),выходы первого блока 2 с пределения модуля и детектора 4 знака соединены с соответствующими входами блока 5 умножения,выход которого соединен с первым входомключа 8, второй(управляющий) вход которого соединен с выходом второго блока 7 определения модуля, а выход управляемогоключа 8 с задержкой отключения являетсявыходом адаптивного регулятора. Блок 3 вычисления второй производной содержит последовательно соединенные дифференциаторы б, 9 и 10,Адаптивный оегулятор работает следующим образом,Сигнал ошибки регулирования е(1) поступает в канал формирования амплитуднойчасти управления, При этом к(т) подается навход масштабирующего блока 1, где умно 5 жается на постоянный коэффициент К. Свыхода блока 1 сигнал поступает на входпервого блока 2 определения модуля, в результате чего на выходе блока 2 формируется амплитудная компонента сигнала10 управления Ке(1) ,Кроме того, сигнал ошибки поступает вканал Формирования знаковой компонентысигнала управления, По сигналу ошибкидифференциатор 9 формирует сигналя (с), который поступает на вход дифференциатора 10. На выходе элемента 10 блока 3 вычисления второй производной/получаем сигнал я (1). Сигнал с выходаблока 3 поступает на вход детектора 4 знака, в результате на его выходе формируетсязнаковая компонента сигнала управления з 9 п я (1),Сигналы с выходов блоков 2 и 4 посту 25 пают на входы блока 5 умножения, на выходе которого формируется непрерывныйсигнал управления Ке (т) здп е (т),Сигнал К 1 е (т) з 9 п к (т) подается на30 первый вход управляемого ключа 8, выходкоторого является сигналом управления, поступающим на объект,Одновременно сигнал ошибки я (т) поступает в канал формирования закона управления ключом 8, При этом я(т) подаетсяна вход дифференциатора б, на выходе которого получают знакопеременный сигнале.Далее е (1) поступает на вход второгоблока 7 определения модуля, где преобразуется в знакопостоянный сигнал 1 е (т ) ,который является управляющим сигналомдля ключа 8. Таким образом, сигнале (т )подается на управляющий вход ключа 8.При этом, еслие (т)= О, то ключ 8замкнут на время задержки охключениятк =сопи и на выходе ключа 8 формируется сигнал управления.Еслие (т )О, то ключ 8 разомкнут ина его выходе отсутствует сигнал управления.Сигнал управления на выходе управляемого ключа 8 с задержкой отключения, поступающий на вход объекта управления,можно записать в виде3Ч = Ке(1) д(е (1 зцп Е (1), (2)4где д (е (1 ) ) - последовательность дельтафункций Дирака;К - постоянный коэффициент усилениярегулятора.Сигнал управления, формируемыйпредлагаемым адаптивным регулятором, вобщем случае описывается уравнениемЧ = д ( Чз )Ч 2здп Ч 1, (3)где Ч 1, Ч 2, ЧЗ - сигналы, формируемые линейными динамическими звеньями с передаточными функциями Я 1, Ю 2, 9/3соответственнофд (ЧЗ ) = д (ЧЗ )ЧЗ 3,где д (Чъ ) - дельта-функции дирака.Функция д (ЧЗ) представляет собойпоследовательность д -фун кций. П ричемплощадь каждого импульса, входящего в д.равна1 к+О ФХ д(ЧЗ) д 1 =1, ЧЗ(1 к) = 0 (5)1 к - Онезависимо от функции Чз, Таким образом,д (Чз ) - это последовательность нормированных импульсов единичной площади, гдеТк - ТОЧКИ, В КОТОРЫХ ЧЗ (Йк) = О. ИСХОДЯ ИЗ(3)-(5), управление (2) отлично от нуля в мо/менты времени, когда е (т ) = О. В эти моменты времени на вход объекта управленияили на вход исполнительного механизма(ИМ) подается импульс сигнала управления,площадь Я которого равнагя= К(т) , (8)Знак управления определяется здп е (т ),Реально длительность импульса, подаваемого на объект, равна некоторой величине А,Если Ь= сопзт, то предполагая, что завремя Ь величина я (т )= сопзт, можноопределить амплитуду А импульса из соотношения Таким образом, моменты подачи на обьект управления, формируемые предлагаемым адаптивным регулятором, заранее неизвестны и определяются в процессе 5 функционирования системы.На фиг. 3 приведены переходные процессы в системе, описываемой уравнением (1), При этом о =коО =к+.,(8) (9) 10 о =кд(г )ездпе(4) 15 Равенство (8) описывает динамическиесвойства исполнительного механизма.Уравнение (9) - это уравнение регулятора, содержащего компоненту (10), формируе мую предлагаемым адаптивным регулятором; г - переходный процесс в системе, когда 02 = 0; е 2 - переходной процесс в системе при включении адаптивного регулятора, В рассматриваемой ситуации за время 25 переходного процесса регулятор формирует управление на объект только один раз,А Ь=Я, Я =КЯ(1). (7)Иногда удобно положить А = сопзт, при этом Ь- величина переменная. Управление (2) характеризуется тем, что оно становится отличным от нуля в момент времени, кОгда е (т) =О, и остается отличным от нуля е течение времени Л, определяемого из условия (7),Формула изобретения Адаптивный регулятор, содержащий по следовательно соединенные масштабирующий блок, первый блок определения модуля и последовательно соединенные блок вычисления второй производной, детектор знака, а также блок умножения, к первому 35 входу которого подключен выход первогоблока определения модуля, а к второму входу - выход детектора знака, вход масштабирующего блока подключен к входу блока вычисления второй производной и является 40 входом регулятора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения долговечности, дополнительно введены управляемый ключ с задержкой отключения и последовательно соединенные дифференциатор и второй 45 блок определения модуля, выход которогоподключен к управляющему входу управляемого ключа с задержкой отключения, к информационному входу которого подключен выход блока умножения, вход дифференци- БО атора подключен к входу масштабирующегоблока, а выход управляемого ключа с задержкой отключения является выходом регулятора.1675845фиг. 3Составитель В.Пилишкин Редактор В.Данко Техред М.Моргентал Корректор Н.Король аз 3001 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж,Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101