Устройство для синтеза оптимальных управляющих

ZIP архив

Текст

1013 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советохих Свниалиотичеоних Рвопублии.г.ге й; А Зависимое ог авт, свидетельств Заявлено 22 1.1971 ( 163126 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 05 М.1972. Бюлл Дата опуолцкования описания/18-24 л, б 05 Ь 170 отаитет по д й н отнрыти е 1 т 1 иннотров зебре 621 Л.078 (088,8 ець17 У 11.1972 н С Авторыизобретения А, И, Ван хин, В. Н, Игнатенко, В.Г. М, Низамбаев и О. М Ленина и ордена Трудово завод Арсенал имени В, Федотово КрасногоИ, Ленива Орд амени аявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ УПРАВЛЯЮШИВОЗДЕЙСТВИЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫМИ ОБЪЕКТАМИ ВТОРОГОПОРЯДКА С ЗАПАЗДЫВАВАНИЕМ Изобретение относится к приборам автоматического управления и может быть использовано, например, при оптимальном управлении электроприводом, летательньвми аппаратами и т. д., т. е. во всех случаях, копда объект управления может быть представлен линейным колебательным звеном второго аорядка с чистым временным запаздыванием в кстнтуре управления.Известны устройства для синтеза оптимальных управляющих воздействий колебательными объектами второго,порядка 1 с запаздыванием, содержащие сумматоры, ключи, объект управления, вход которого соеди 1 цец с выходом триггера, связанного своими входами с соответствующивти выходами схемы сравнения, первый вход, которой непосредственно соединен с перовым выходом, а через схему управления,моделью - с первым входом модели, второй выход,соединен со входом распределителя, связанного своим первым выходом,со,вторыми вхо 1 дами схемы сравнения и схемы уп,равления моделью и с выходом схемы совпадений, входы мотор ой через ячееки памяти соединены,с соответствующими выходами распределителя.,Недостатками известных устройств являются непригодность для оптимального по быстродействию управления объектами с чистым временным запаздыванием в контуре управления и значительные трудности аппаратурной реализациями, обусловленные необходимостью построения поверхности (линии) переключения, а также тот факт, что опти мальное по быстродействию управление достигается только для стационарного случая, т. е. для режима свободных движений объекта,Цель изобретения - достижение оптималь ного быстродействия в колебательной,системе не только при свободном движении, но и при отработке ступенчатых входных воздействий, устранение влияния на,динамику системы чистого врехтени запаздьввания в кон туре управления и упрощение аппаратурнойреализации оптимальных управляющих устройств колебательными объектами с запаз,дыва,нием,Цель достигается тем, что устройство до полнительно содержит координатный преобразователь, первый выход которого соединен с третьим входом схемы сравнения, второй выход - с соответствуюшивт входом схемы совпадений, первый вход - с перовым выхо дом объекта, второй,выход которого соедипен с перовым,входом перного сумматора, сэязанного своим вторым входом с первыми входами второго и третьего сумматоров, а выход соединении со вторым модом координатного З 0 преобразователя и входом дополнительно установлснного триггера, выходы которого соединены со вторыми входами соответственно второго и третьего сумматоров, причегм выход второго сумматора соединен с третьим входогм координатного преооразователя и через 5 параллельно соединенные ,ключи - с соответствующими вхходами модели объекта, выход третьего сумматора сосдипец с четвертым входом координатного преобразователя и рез параллельно соединенные ключи - с со ответствующи ми входа ми моде ди объекта, а вторые входы ключей соединены с соответствующими,выходами р аспределителя,На фиг. 1 изображена блок-схема предла 15гаемого устройства; на фиг. 2 даны оптимальные кривые переключения колебателыной системы с запаздыванием в управлении и безнего; на фиг. 3 представлены фазовые траектории модели, образующие оптимальную кривую переключения,колебателыной системы сзапаздывающим управлением.Устройство содержит ключи 1, 2, 8, сумматоры 4, б, б, триггеры 7, 8, ячейки памяти9, 10, 11, распределитель 12, координатныйпреобразователь 1 д, схему совпадений 14,25схему сравнения 16, схему 16 управления моделью, модель 17, объект управления 18.Блок 1 устройспва представляет собой убыстренную модель, движение которой определяется уравпением объекта, записанным длякоординат х хг (х", х"г) в обращенномвремени,Блок 11 в зависимости от фазового состояния объекта управления вырабатьввает управляющие переменные модели, определяющие собой построение того или иного виткаоптимальной линии переключения,Блок 111;воспроизводит из фазовых траекторий модели оптимальную кривую перекл,ючения.Блок Ю, сопоставляя фазовые координатыобъекта и синтезированной линии переключения, формирует оптималыные управляющиевоздействия, поступающие на объект.Число используемых ключей и запоминающих устройсто об усл авливается областьювозможных фазовых состояний объекта, азначит, и числом воспроизводимых витковкривой перезаключения.Сумматоры 4 и 5 формируют управляющиевоздействия соотвеспвенно К,+а и - 11+а,где У= +1, а - заданное значение регулируемой переменной,Работает устройство следующим образом,Если текущее значение ошибки системыхоо)0, то при сигнале (1+а), поступающемчерез ключ 1 на первый вход модели, фазовая траектория модели описывает дугу Р, в 60системе координат х,х, (фиг. 3). Координата,модели передается при втом через распределитель 12 и ячейку памяти 9,в схемусовпадений 14, образуя тем самым координа 4ту х дуги О,К оптималыной кривой переключения ОГ 1,М При,достижении координатой хгм модели значения, равного нулю, схема 16 управления моделью возвращает последнюю в исходное (нулевое) положецце и переводит распределитель 12 в со-. стояние, при котором выход модели подключен к ячейке памяти 10, а па вход моделирующего блока через ключ 2 поступает управляющий сигнал ( - 1+а). В ячейке памяти 9 запоминается значение координаты хь соответствующее концу интервала решения, т. е. точки К (фиг, 2),:которое постоянно поступает в схему совпадений 14. Таким образом начало координат переносится в точку К, откуда начинается построение следующего витка линиц,переключения. Посколыку коэффициент передачи по второму входу модели и управляющий сипнал соответственно равны ( - тр) и ( - 1+а), где т - масштабный коэффициент, завносящий от параметров системы, то по окончании импульса сброса со схемы управления 16 фазовая траектория модели списывает дугу Я в координатной системе х хг (фиг, 3). Координата хр, поступающая в схему совпадений 14 из ячейки памяти 10, дает в этол случае координату х дуги К,1. оптимальной кривой переключе,ния ОК 1,М, (фиг. 2). Аналогично преды,дущему случаю при равенстве координаты хгм нулю срабатывает схема управления,моделью, вновь возвращая модель в исходное состояние и переключая распределитель 12 так, что выход моделирующего блока подсоединяется к ячейке памяти 11 и посредством ,ключа 8 коммутируется очередной, третий вход модели. Напряжение ячейки памяти 10, соответспвующее координате х, конечной точечки,дуги 1 ь суммируется в схеме совпадений 14 с сигналом ячейки памяти 9, сдвигая тегм самым начало координат системы ххг в точку 1,г. Все,последующие построения выполняются подобньгм же образом.Прц х,(0 состояние триггера 8 таково, что с сумматоров 4 и б на входы модели через ключи 1, 8, и 2, 4, соответственно поступают управляющие воздействия ( - 1+ а) и (1+а). Фазовые траектории при этом описывают дуги гг Гг, Я г, (фиг, 3) в системе переменных х",х"координаты хм кото. рых, поступая через распределитель 12 и ячейки памяти 9, 10, 11 на схему совпадений 14, дают координату х", оптимальной кривой переключения ОгКг 1,гМг, Таким образом, в том и другом случае сигналы ячеек памятв 9, (О, 11 образуют на входе схемы совпадений 14 координату х правой и левой,половин341013 1 оптимальной кривой переключения колебательной системы с аапаздывающим управлением.В противофазе с сипналами ячеек памяти 9, 10, 11,на вход схемы 14 с координатного 5 преобразователя И поступает ошибочка хов системы управления, приведенная к той же коордиватцой системе переменных, что и координата х 1 оптимальной кривой переключе ния, образуемая выходными напряжециями ячеек 9, 10, 11, В момент совпадения координат х 1,б объекта и х, оптимальной линии переключения схема сравнения 15 определяет 15 знак разности между преобразованной координатой х 2 ов объекта, поступающей с координатного преобразователя, и координатой х оптимальной кривой перезаключения системы. 20 В зависимости от знака разности этих координат возбуждается тот или иной вход триггера управлений объекта, устанавливая тем самым знак оптимального управленпя ооъектом У,о. 25Одновременно с этим импульс от схемы совпадений 14, поступая на схему управления моделью и распределитель 12, возвращает их в исходное состояние, после чего процесс повторяется, 30 Предмет изобретенияУстройспво,для синтеза оптимальных управляющих воздействий колебательными объектами второго порядка с запаздыванием, 35 содержащее сумматоры, ключи, объект управления, вход которого соединен с выходом триггера, связанного своими входами с соответствующими выходами схемы сравнения,первый вход которой цспосредствевво;соединен с первым выходом, а через схему управления моделью - с перовым входом модели, второй выход соединении со входом распреде. лителя, связанного своим первым выходом со,вторымд входами схемы сравнения и схемы управления моделью и,с выходом схемы совпадений, входы которой через ячейки памяти соединены с соответству 1 оп 1 цми выходамц распределителя, отличаосцееся тем, что, с целью, достижения оптимальцостц по быстродействию при отработке колебательной системой второго порядка с запаздывающим управлением ступенчатых входных воздействий, оно дополнительно содержит координатный преобразователь, первый выход которого соединении с третьим входом схемы сравнения, второй выход - с соответствующим входом схемы совпадений, первый вход - с перовым выходом объекта, второй выход которого соединен с первыем входом первого сумматора, связанного своим вторым входом с первыми входами второго и третьего сумматоров, а выход соединен со вторым входом координатного преобразователя и входом дополнительно установленного триггера, выходы которого соединены со вторыми входами соответственно второго и третьего сумматоровпричем выход второго сумматора соединен с третьим входом координатного преобразователя и через параллельно соединенные ключи - с соответспвующими входами модели объекта, выход третьего сумматора соединен с четвертым входом коордицатного преобразователя и через, параллельно соединенные ключи - с соответствующими входами модели объекта, а вгорые входы ключей соединены с соответствующими выходами распределителя.341013 Составитель В. ЛукашинТехред 3. Таранеико Редактор И. Орлова Корректор О, Тюрина Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 2477/19 Изд, Мо 810 Тираж 448 ПодпцспосЦНИИПИ Комитета по делам изобретений ц открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 45

Смотреть

Заявка

1631260

А. И. Ванюрихин, В. Н. Игнатенко, В. И. Коржов, В. И. Костюк, Г. М. Низамбаев, О. М. Федотов, Ордена Ленина, ордена Трудового Красного Знамени, завод Арсенал имени В. И. Ленина

МПК / Метки

МПК: G05B 17/02

Метки: оптимальных, синтеза, управляющих

Опубликовано: 01.01.1972

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-341013-ustrojjstvo-dlya-sinteza-optimalnykh-upravlyayushhikh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для синтеза оптимальных управляющих</a>

Похожие патенты