Система автоматического управления

ОП ИСАНИЕИ ЗОБВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 17.06.7с присоединением зая киосударстеенный кометеСовета Министров СССРпо делам иэооретенийн открытий Приорите(43) Опубликовано 05 (45) Дата опубликова ия описания 09.07.7 В. Койф 72) Автор изобретен) Заявите 4) СИСТЕГ 1 А АВ ИЧЕСКОГО УПРАВЛЕН бласти ав может быть истехнической я произвести ия некоей функины в определевществляют тся отыскан величины)с ес е акс(х пмин Известна система ка, содержащая моду ки, усилитель преобр ляющих токов и упра нератор прямоугольньПоиск в такой си ледовательного пезначений регулир ического поисиемник, датчи ь, блок управ по частоте гений Ц, дется путем сех воэможараметра (скаат зова те вляемыйх колеб стеме в пос ных ора уемого Изобретение относится матического управления и пользовано в тех отраслях кибернетики, тде требуетс операции поиска и удержа ции от регулируемой вели ной области. Системы такого вида ос поиск, целью которого являе таких значений регулируемой чтобы значение фукции цели Е: е(х,с")1 где Ч.,; т -внешние параметр не выходило за границы о областинированием) до момента попадания в определенную область,Недостатком подобных систем, обычноименуемых "системами со слепым поиском",является большая длительность поиска, обусловленная случайностью выборки или длительностью перебора всех возможных значений, как при первоначальном поиске, так ипри выходе в процессе управления значения .О функции из определенной заданной областипри изменении внешних параметров или подругим причинам.Наиболее близкой по технической сутцности к изобретению является система автомае 5 тического поиска, содержащая последовательно соединенные первый измеритель рассогласования, формирователь сигнала управления, выход которого соединен со входомобъекта управления, выход которогосоединен20 с первым входом первого измерителя рассогласования и через датчик регулируемой величины с входами вычислителя функции целии вычислителей допустимых минимального имаксимального значений функции цели, и ис 25 точник опорного сигнала 2.Недостатком такой системы: является еенизкое быстродействие.Целью изобретения является повышениебыс гродействия системы путем сокращениявремени поиска области.Поставленная цель достигается тем, чтов предложенной системе установлены второйи третий измерители рассогласования,.ключи интегратор. Выходы источника опорнот осигнала соединены с соответствующими входами ключа, выход которого через интегратор соединен со вторым входом первогоизмерителя рассогласования, Первый и второй управляющие входы ключа соединенысоответственно через второй и третий измерители рассогласования с выходами вычислитедей допустимых максимального и минймального значений функции цели. Выходвычислителя функции цели соединен со вторыми входами второго и третьего измери,телей рассоласования,Иа фиг. 1 представлена блок-схема системы; на фиг. 2 приведен пример графиков функции цели Г ( х, с , и ) и ее допустимых маКсимального и минимального эначенийЕх ,И 1 иГоп.макс (Ч "доп.макс(Ч")по всей области возможных значеййй регулируемой величины х от х до х 2 дляопределенных внешних параметров ст,На чертежах обозначены основной контуррегулирования 1, первый 2, второй Зи третий 4измерители рассогласования, формирователь сигнала управления 5, объект управления 6, контур подстройки 7, датчик регулируемой величины 8, вычислитель функции цели 9, вычислители максимального иминимального значений функции цели 10,11, ключ 12, источник опорного сигнала23, интегратор 14, регулируемая величинах , ситнал рассогласования Я , функцияцели Е (х, с "), допустимые максимальное и минимальное значение функции целиГ( х, с), Г м н (х, с р ),ОПОРнЫй СИГНаЛ УОП, СИГНаЛ ЗаДаНИЯ ХЭ,внешние возмущения рАлгоритм работы предлагаемой системыописывается следующими соотношениями:х =М(Р) х ад 1Копхна = при Е(х, п) Европ макс(х,1 )Рмх:сопЗ 1 при Е (х,с,.,п)Е (х,с),п)Й доп макс( 1 Ч."1")копхЗад р пРИ Е(х,),п)Едапмин х 91" рн) 1 где % (р ) - передаточная Функция основного контура 1, выбранная так, чтобыЕ = х,-х =мин;В - безразмерный коэффициент, оцределл л 1 ый конструкцией интегратора 14. Система работает следующим образом.Пусть в некоторый момент (точка А цафиг. 2) управляемая величина Х оказалась равной х, а значение функции - цели в этой точке Г ( жс) - большим, чем допустимое максимальное значение одоп, маис ( "1 Я, " ), т.е. вне областй допустимых значений, Тогда на выходе второго измерителя рассогласования 3 меж ду значением функции целии ее допустимым максимальным значением появляется сигнал,а на выходе третьего измерителя рассогласования 4 сигнал отсутствует. Ключ 12 поьдает на вход интегратора 14 положительц ный сигнал от источника 13 опорного сигнала. Заданное значение регулируемой величины хзад вырабатываемое интегратором 14,непрерывно растет. На выходе измерителя рассогласования 2 между заданным и текущим 20 значениямирегулируемойвеличины, а следовательно, на входе формирователя сигнала управления 5, появляется соответствующий ситнал, формирователь 5 вырабатываеттакой сигнал. управления, подаваемый на 2 б вход объекта управления 6, чтобы значениерегудируемой величины х также росло, т.епчтобы рассогласование с : Х - Х было.минимальным. Рабочая точка на кривой(фиг. 2) перемещается вправо, пока не 30 войдет в область допустимых значений. Скорость движения к заданной области определяется только инерционностью обьекта управления .и всего основного контура в целом, так как на величину опорного сигнаВб ла Уи безразмерного коэффициентаК не накладывается особых органичений иони всегда могут быть выбраны так, чтобы инерционность контура 7 существенного влияния не оказывала.40 В этой области (точка В на фиг. 2)доп "пи"( Ч) Аоп макс(10")Следовательно, на выходе измерителей3 и 4 сигнал отсутствует, на выходе клокоча 45 12, а следовательно, на входе интегратора14, сигнал также отсутствует, На выходеинтегратора сигнал перестает изменяться,регулируемая величина становится равнойзаданному значению, на выходе измерителя 56 2 сигнал отсутствует, а формирователь 5,таким образом удерживает управляемую величину х Объекта управления 6 равной хэЭадфт.е, в заданной области.Система функционирует аналогично, если о 5 значение Е ( хЭ,с) окажется меньшим Е и ма,( хэ,си) (точка С нафиг.2),с той разницей, что на ключ 12 подаетсясигнал с третьего измерителя рассогласования 4, сигнал на выходе ключа 12 отри дательный, значение хна выходе инСистема автоматического управления, содержащая последовательно соединенные первый нзмернтель рассогласования, формнрователь сигнала управления, выход которого соединен со входом обьекта управления,выход которого соединен с первым входом первого измерителя рассогласования и через дач- чик регулируемой величины со входами вычислителя функции цели н вычислителей минимального н максимального значения функции цели, и источник опорного сигнала, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в ней установлены второй и третий измерители рассогласования, ключ н интегратор, причем выходы источника опорного сигнала соединены с соответствующими входами ключа, выход которого через интегратор соединен со вторым входом первого измерителя рассогласования; первый и второй управляющие входы ключа соединены соответственно через второй и третий измерители рассогласования с выходами вычислителей допустимых максимального и минимального значений функции цели; выход вычислителя функции цели соединен Ао вторыми входами второго Н третьего измерителей раААогласоввния.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское АвилетельАтвэ СССР330429, б 05 Б 13/02, 09.07,70.2. "Автоматизация прэизнэлства и промышленная электроника", нэл, рел. Берга Л, И,гЪ и др. Из-во "Советская энникпэпелия, т, М 1 964 г. Атр, 293-298 ( ирэтэтип),тегратора 14 уменьшается, основной контур 1 отрабатывает это значенне, т.е. уменьшаегх вслед за уменьшением х . ТочЗока С двнжется влево, т.е. в сторону допустимой области.Еслв в процессе работы нз-аа изменения внешннк параметров о.,р, вследствие внешних воздействий р нли по%другим причинам значение функцин цели выходит из допустимой области, система Ювновь проводит целенаправленный поиск.Как видно из описания иалгоритма работы, ыспользованне в системе новых элементов - второго и третьего нзмернтелейрассогласования между значением функции рцели и ее допустнмыми максимальным и миыимальным значениями, ключа и интегратора - по сравнению с известными системамии устройствами того же назначения эначнтельно ускоряет поиск, делая его направлен-ЯОным, удушим по кратчайшему пути к определенной заданной области беэ .всякого слепого (случайного нлн сканированием) перебора возможных значений регулируемо величины. 35Техническая эффективность предлагаемойсистемы определяется тем, что время поиска в ней практически равно теоретически минимально возможному Т, т.е. опредеидляется только инерционностью обьекта уп- ЭОравлення к 1 всего основного контура регулирования 1 в целом н начальными условиями, Среднее время поиска в известных системах Т определяется при поочнх равных условнях как ид лддоп ИТ = -Р=слвозжгде Р - вероятность того, что искомая область будет достигнута за теоретически минимально возможное время;М- величина ( размер ) обла Остн допустимых значений регулируемой веелнчяныуМ ол- величина ( размер ) области возможных значений регулируемой величины. 45Эффективность предлагаемой системы вукаэанном смысле ТсЯ= - =идвсегда больше единицы и тем выше, чем область допустимых значений меныие по сравнению.с обдастью возможных значений.Так, например, современные лоэоуковые пассажирские самолеты летают на всех вы сотах бт 0 до 11000 метров. Оптимальная по километровому расходу топлива скорость полета зависят от ряда параметров (плотность и температура воздуха, полетный вес, скорость и направление ветра н,п.), Допустимый по условиям оцткмальностн диапазон отклонения от етого оптимального значения порядка 10 км/час.Диапазон скоростей прн тех же условиях не менее 150-ЯОО км/час. Эффективность предлагаемой системы при ыспользованин в оптимизаторе километрового расхода топпива будет порядка 15, т.е. поиск оптимального значения будет осуществлен в среднем в 15 раэ быстрее, чем с помощью известных систем. Формула и эобретения557349 и. у Составитель А. Лащеведактор Л, Утехина Техред Г. Родни Корре Подписноеа Министров ССийб., д. 4/5 илиал ППП 11 алелт, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 847/5 О Тираж 1111 ИИПИ Государственного ио делам изобр