Самонастраивающаяся система регулирования

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 11 448432 Фове еветоиии Сецлалиетическии Ресоублии(32) ПриоритетОпубликовано 30.10,7 21) 1761356 18-24 51) М. Кл. б 05 Ь 13/ аявкиГосударственный комите Совета Министров СССР Бюллетень(53 по делам изобретении и открытий. В, Колотилкин,Русланов, И. С.вский ордена Леим. Серго 1) Заявитель ко на авиа рджоци п 7 Ь Я СИСТЕМА РЕГ",обретения Е. Н. Кисин,В И 54) САМОНАСТРАИВАЮ Изобретение относится к области самонастраивающихся систем регулирования.Известна самонастраивающаяся система регулирования, содержащая в основном контуре последовательно соединенные первый сумматор, множительное устройство на два входа и объект регулирования, выход которого соединен с одним из входов первого сумматора, первый интегратор, выход которого соединен с вторым входом множительного устройства, последовательно соединенные второй интегратор и управляемый по частоте генератор гармонических сигналов, с одного выхода которого снимается сигнал синусоидальной формы, а с другого - косинусоидальной формы, причем первый выход соединен с одним из входов первого синхронного детектора и с другим входом первого сумматора, а второй выход - с одним из входов второго синхронного детектора.Однако из-за сложности конструкции снижается надежность такой самонастраивающейся системы регулирования. Кроме того, использование для подавления гармоник двойной частоты и выделения средней составляющей синхронных детекторов сглаживающих фильтров понижает быстродействие системы.Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия самонастраивающейся гистемы регулирования. Это достигается тем, что в системе установлены второй и третий сумматоры, четыре усилителя, последовательно соединенные аттенюатор, четвертый сумматор на два входа и нелинейный элемент, выход которого соединен с входами первого и второго синхронных детекторов, выход первого сумматора соединен с аттенюатором. Выход объекта управления соединен с вторым входом четвертого сумма тора, выход второго сумматора - с первыминтегратором, выход третьего сумматора - с вторым интегратором. Выход первого сцнхронго детектора через первый и третий усилители связан соответственно с одним из двух входов 15 второго сумматора и с одним из двух входовтретьего сумматора, а второй синхронный дстектор через второй и четвертый усилители соединен соответственно с вторым входом второго и с вторым входом третьего сумматоров.20 На чертеже показана блок-схема предлагаемой системы.Самонастраивающаяся спстема регулирования содержит основной контур 1 управления, канал 2 подстройки амплитуды и канал 3 под стройки частоты. Основной контур управлениясостоит из последовательно соединенных первого сумматора 4, множительного устройства 5 на два входа и объекта 6 управления, выход которого связан с одним из двух входов сум матора 4.Выход сумматора 4, связанный с одним из двух входов множительного устройства 5, подключен через аттенюатор 7 к одному из двух входов четвертого сумматора 8, другой вход которого связан с выходом объекта управления, а выход - с входом нелинейного элемента 9,Выход нелинейного элемента подключен к одному из входов сихронного детектора 10 канал подстройки амплитуды, а выход синхронного детектора через усилитель 11 - к одному из двух входов второго сумматора 12 и к входу усилителя 13.Выход сумматора 12 связан с входом интегратора 14, выход которого подключен к второму входу множительного устройства 5, Синхронный детектор 15 канала 3 подстройки частоты одним из своих входов подключен к выходу нелинейного элемента 9, а выходом через усилитель 16 - к второму входу сумматора 12 и одновременно через усилитель 17 к одному из двух входов третьего сумматора 18, второй вход которого связан с выходом усилителя 13.Выход сумматора 18 связан с входом интегратора 19, выход которого подключен к входу управляемого по частоте генератора 20 гармонических колебаний, с одного выхода которого снимается сигнал синусоидальной формы, а с другого - косинусоидальной формы, При этом первый выход генератора 20 связан с вторым входом первого сумматора 4 и одновременно с другим входом синхронного детектора 10, а второй выход генератора 20 подключен к другому входу синхронного детектора 15.Самонастраивающаяся система регулирования работает следующим образом.Сигнал аз 1 пго 1 с выхода управляемого по частоте генератора 20 гармонических колебаний поступает на вход основного контура 1 управления и на один из входов синхронного детектора 10 канала 2 подстройки амплитуды, сигнал асоза 1 генератора 20 поступает на один из входов синхронного детектора 15 канала 3 подстройки частоты.Сигнал ошибки е основного контура управления с выхода сумматора 4 подается через аттенюатор 7 с коэффициентом 1)К)0 на один из двух входов сумматора 8, на второй ВХОД КОТОРОГО ПОДаЕтСЯ СИГНаЛ Хныд С ОСНОВ- ного контура управления. Сигнал Л(г) с выхода сумматора 8 через нелинейный элемент 9 подается на вторые входы синхронных детекторов 10 и 15.Выходной сигнал синхронного детектора 10 усиливается в К и в Кз раз соответственно на усилителях 11 и 13 и подается на один из двух входов сумматоров 12 и 18. Выходной сигнал с детектора 15 усиливается в К и в Ка раз на усилителях 16 и 17 соответственно и подается на вторые входы сумматоров 12 и 18.Сигнал с выхода сумматора 12 интегрируется интегратором 14 и перенастраивает коэффициент усиления д множительного устройства 5. Сигнал с выхода сумматора 18 интегрируетсяинтегратором 19 и перенастраивает частоту а управляемого по частоте генератора 20 гармонических сигналов,Алгоритм работы самонастраивающейся системы получается из следующих соображений. Контур самонастройки системы поддерживает постоянный запас устойчивости по амплитуде основного контура, т, е. стабилизирует амплитудно-частотную характеристику разомкнутого основного контура на граничной частоте можно представить в видеЬ (1) = аЮ, (ро)У З 1 и (а 1+ в) + У СОЗ (а+ р) ф(4) ГдЕ У = К+В(ро)СОЗ 61 =В(р з 1 п 6Из выражения (4) следует, что сигнал Л(1) =0 при У=О и Ъ=0 одновременно, что выполнимо при агре(ро) = 6ЮЦа)=40(6) Установив коэффициент аттенюатора 7 К=азадан и учитывая выражение (1), заключаем, что условие Л(1) = - 0 может быть выпол нено, если а - аг И /% (/а) 1 - задан Из рассмотренного следует, что функционирование контура самонастройки системы регулирования сводится к обнулению сигнала Л(У) с выхода сумматора 8 с помощью автоматического подбора частоты гармонических сигналов управляемого по частоте генератора 20 до значения н=гогр и подстройки на этой частоте коэффициента усиления д множительного устройства 5 до выполнения равен- ства 1 ф гагр)1: Ч фа(/агр)1= ЬзаданРассмотрим функциюФ = уз+1 а,60(7) Эта функция определенно-положительная тождествено равна нулю лишь при выполне нпи условия Ь(1) =О. Чтобы функция Ф обну -(гагр)- задан (1)Сигнал Ь(1) =Ко(1)+Х(1) с выхода сум матора 8 с учетом очевидных соотношенийз (1) = аИ, (ро)з 1 и (а 1 + а)Хз(г) =аК. Уа)В Уа)з 1 п(а+р), )где К(уа) =. д Уа(уа) - частотная характеристика разомкнутого основного контура;Ко(уго) - частотная характеристика объекта6 управления;1 аИ 1 Ца) =25 1 + Иг(/ю)О = аГд%(ро); ср = агд%а (ро);5 = агд В (ро) + агд У(уа) = р + 6, (3); К,= 5иФлялась, нужно, чтобы (О. ДифференциИруя выражение (7) по времени 1, получаем 1 ИФ йИ ЛГ УХ2 И И И 1Г(/о)11 й/(ро)ИЦ У 6И 6 И/У /У Л УсХУ 7(/э)Б) с/И 7(/ю)сааб в соответствии с (5) и решая систему (9) ото Ионосительно и , получаем алгоритм подИ Истройки частоты и алгоритм подстройки коэффициента усиления множительного устройства 5, реализация которых обеспечивает обнуление сигнала Л(1) сумматора 8 При квазистационарном рассмотрении процессов в общем случае (Р(о) и 0 являются функциями вида (У(1 о) = Ч 7(д, а) и 0=0(д,о). Следовательно/дд да дм дуКоэффициенты К - К 2 являются коэффициентами усиления усилителей 11 - 17 соответственно.яп(а 1) и соз(/оз 1+) можно заменить на зпж 1 и созо 1, так как в малом25 (ПРи 0ИР (/ппр) - иэаданп = агд Ко (/а, ) = - агд 1 +Ю (Рнер)соз++ /ф (/ ) 01 О (14)зо Предмет изобретенияСамонастраивающаяся система регулирования, содержащая в основном контуре управления последовательно соединенные первый сумматор, множительное устройство и объект З 5 регулирования, выход которого соединен содним из входов первого сумматора, первый интегратор, выход которого соединен с одним из входов множительного устройства, последовательно соединенные второй интегратор и ге нератор, синусоидный выход которого соединен с одним из входов первого синхронного детектора, косинусный выход которого соединен с одним из входов второго синхронного детектора и с другим входом первого сумма тора, отличающаяся тем,что, сцельюувеличения надежности и быстродействия системы регулирования, в ней установлены второй и третий сумматоры, четыре усилителя, последовательно соединенные аттенюатор, четвер тый сумматор и нелинейный элемент, выходкоторого соединен с входами первого и второго синхронных детекторов, выход первого сумматора соединен с аттенюатором, выход объекта регулирования соединен с другим входом 55 четвертого сумматора, выход второго сумматора соединен с первым интегратором, выход третьего сумматора соединен с вторым интегратором, выход первого синхронного детектора через первый и третий усилители соединен 60 соответственно с вторым и третьим сумматорами, а второй синхронный детектор через вто.рой и четвертый усилители соединен соответственно с вторым и третьим сумматорами.448432 Составитель Ю. Гладков Техред М. Семенов Корректор Н, Лебедева Редактор Т. Рыбалова Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 2275/16 Изд.1424 Тираж 782 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5