Способ получения петлевой характеристики

1 и 1 41984 ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реснубпик(61) Зависимое от авт. свидетельства 328422 51) М. Кл. 6 05 Ь 5/О 1 ено 10.03.72 (21) 1757471/18-24соединением заявки 22) Зая Государственный комитетСовета Мииистров СССРпа делам иэооретекийи открытий 32) ите(71) Заявитель ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕТЛЕВОЙ ХАРАКТЕРИС Предлагаемый способ от в момент появления положи разности между текущим з сигнала и запомненным ма нием входного сипьала фо тельный сигнал как разнос значением нарастающего в запомненным максимальны суммируют дополнительный ным сигналом до момента п стания входного сигнала,Изобретение относится к области систем автоматического регулирования с нелинейными корректирующими устройствами.Для стабилизации систем автоматического регулирования находят применение нелинейные корректирующие устройства с петлевыми фазоопережающими характеристиками.Известный способ получения петлевой характеристики по основному авт. св. 328422 заключается в том, что запоминают максимальную величину нарастающего входного сигнала, фиксируют максимальное значение разности между запомненным сигналом и убывающим входным, запоминают минимальное значение убывающего входного сигнала, фиксируют максимальное значение разности между нарастающим входным сигналом и запомненным минимумом убывающего входного сигнала, которую запоминают и используют в качестве выходного сигнала, далее снова запоминают максимальное значение нарастающего входного сигнала и таким же образом последотельно формируют разность сигналов и выходной сигнал до затухания процесса.При известном способе наблюдается запаздывание в формировании управляющего вы-, ходного сипгала в момент включения системы и прн переходе системы из одного установившегося состояния в другое при воздействии на нее случайных возмущений. личается тельного качением ксимальнь рмируют ть между ходного сего зна сигна л рекраще тем, чго значения входного м значе- дополнитекущим игнала и чением и с выход 1 ия нарафик, поясня ежа ющей п . 2 - графи ования доп нала, устр На фиг. 1 представлен гра принцип формирования опер 15 вой характеристики, на фиг ясняющнй принцип фор мир тельного управляющего сиг щего запаздывание. В предлагаемом способе ф 20 левой опережающей характе дится в соответствии с нели у=А (л., - хщ 1 по лни няю етормироваристикинейной фуэ,п) з 1 Кп и ние про зво- ией одного сигнала на инни от 1 до 1, между стремумами входного- ордината выхтервале времесоседними эсипгала Х;- экстрем ального сигнала,ют момен 1 ы в где У25 ьые значения входнокоторым соответствуремени 1 и 1 ; Э,Х, - производная от входного сигнала иаинтервале времени от 1 до 1, .При прохождении несимметричного незатухающего гармонического сигнала Х=Хо+ +а Ып о 1 формула (1) принимает следующий вид У,.= 2 Ка з 1 дп Х,(2) Как следует из выражения (2) ширина опережающей петли АУ=У - У=4 а не зависит от постоянной составляющей и определяется полностью величиной амплитуды синусоидальцой составляющей входного сигнала.При этом гармонические коэффициенты усиления нелинейного звена определяются следующими выражениями2-,.ЭЧ=(х)з 1 п с 1= 0да .1 Ч = (х) созф=4 Ка,Ео Из формулы (3) следует, что коэффициет усиления нелинейного звена по первой гармонике составляет а фазовый сдвигпервой гармоники выходного сигнала по отношению к сииусоидальиому входному сигналу равен 90, так какр=- агс 1 д= 90.Таким образом, рассматриваемое нелинейное звено вносит в систему регулирования положительный сдвиг по фазе, равный 90. Причем опережение по фазе ри коэффициент усиления К не зависят ни от постоянной составляющей входного сигнала, ии от ега амплитуды и частоты,Прохождение затухающей несимметричной гармоники через звено, реализующее фушцию (1), иллюстрируется графиком, представленным на фиг. 1.Возникновение запаздывания при формировании фазоопережающего сигнала и принцип создания дополнительного сигнала, устраняющего данное запаздывание, иллюстрируегся графиками, представленными ца фиг. 2 а - г. На фиг. 2 а показан сигнал Х, поступавший на вход устройства с петлевой фазоопережающей характеристикой при переходе системы автоматического регулирования из одного установившегося состояния в другое. На фиг. 2 г показан фазоопережающий сигнал У(1), сформированный в соответствии со способом, изложенным в основном авт. св. 328422.Сигнал Х(1) формируется на основе последовательной фиксации и запоминания максимальных и минимальных значений Х. При этом амплитуда У пропорциональна разно 65 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сти предшествующих значений максимума и минимума Х(1).Из графика У ца фиг. 2 г видно, что в )ечеиие первой четверти волны входного сигнала, возникающей при переходе системы из одного состояния в другое, т. е. на отрезках времени (О - 1) и (1, - 65), имеет место запаздывание в формировании фазоопережаюшега сигнала У(1), В результате в системе автоматического регулирования, снабженной подобным корректирующим устройством, отсутствует демпфирование па отрезке времени (О - ) или будег слабое демпфирование иа отрезке времени (1, - 4).Для компенсации указанного запаздывания предлагается сформировать дополнительный сигпал Уд (1) иа отрезках времени, в течение которых наблюдается запаздывания. При этом результирующий управляющий выходной сигнал 1,получается путем суммирования сигналов У и У(1).Условие включения дополнительного сигнала отражает момент перехода входного сигнала Х(г) от затухаюших синусоидальных колебаний к возрастающим, В предлагаемом способе момент включения дополнительного сигнала определяется как момент появления положительного значения разности между текущим значением входного сигнала Х(1) и запомненным максимальным значением входного сигнала Х,;, или момент появления отрицательного значения разности между текущим значением входного сигнала и минимальным запомненным значением входного сигнала Х,.Текущее значение дополнительного сигнала У., пропорционально разности между текущим значением входного сигнала и максимальпым запомненным сигналом при выполнении первого условия включения дополнительного сигнала или же разности между текущим значением входного сигнала и минимальным запомненным значением входного сигнала ири выполнении второго условия:уд Р) -К Х Хм при ХХм ) О К 1 Х - Х 1 при Х(1) - Х(0, где К - постоянный коэффициент.На графике фиг. 2 дополнительный сигнал формируется иа отрезках времени (О - 1,) и ( 4 5)На отрезке времепи (О - 1) максимальный входпой сигнал, который фиксируется и запоминается, принимает значение 0 в интервале времени 0(1(1 и Х(1) в момент 1 и Следовательно, на отрезке времени 0(1(1, выполняется условие включения дополнительного сигнала, а его величина равнаУ(О (гг,) = КХ. Аналогично, на отрезке времени 1(11; также выполняется условие включения дополнительного сигнала, так какмакс - ХР 2)419841 Л максуу = у + уд И) Я 7 При этом на огрезке времени 6,(8(Е, величина дополнительного сигнала равна у,р, (,) =х(г) - х(г,). На фиг, 2 г сплошной линией показан результирующий управляющий сигнал У,.(1) а пунктиром - первая гармоника У,.(1). Можно видеть, что по форме сигнала первая гармоника У(1) близка к производной от Х(1) ине имеет запаздывания,Предмет изобретения Способ получения петлевой характеристикипо основному авт. св. 328422, о т л и ч а ю щ и й ся тем, что, с целью устранения запаздывания при воздействии случайных возмуще 1 п 1 й, в момент появления положительного значения разности между текущим значением входного сигнала и запомненным максимальным значе нием входного сигнала формируют допол;штельный сигнал как разность между текущим значением нарастающего входного сигнала и запомненным максимальным его значением и суммируют дополнительный сигнал с выход ным сигналом до момента прекращения нарастания входного сигнала.