Экстремальный регулятор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОР(;КОМУ (;ВИЛЕТЕЛЬ(.ТВУ Союз Советскими Соцналнстнчеекнк Республик) М. Кл. 05 В 13 02 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий) Заявитель Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт(54) ЭКСТРЕМАЛЬНЫИ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано в системах автоматической оптимизации режима работы различных промышленных объектов.Известны релейные экстремальные регуляторы, содержащие устройство для определения знака приращений функции показателя качества, триггер знака, триггер реверсов и интегратор11Поиск экстремума в этих регуляторах осуществляется на основе информации о знаке приращения функции показателя качества (ФПК) при этом в слу- тб чае поиска максимума знак скорости изменения управляемой координации меняется при получении информации о каждом отрицательном приращении ФПК, поступившем после положительного.для уменьшения амплитуды автоколебаний в установившемся режиме при высокой скорости поиска можно применять устройства прогнозирования илн экстраполяции 21.Однако из-эа применяемых в них дифференцирующих устройств, помимо значительной конструктивной сложности систем с прогнозированием, при их использовании увеличивается уровень йомехи в суммарном входном сигнале,подаваемом на устройство для определения знака приращений ФПК, что приводит к необходимости увеличения егоэоны нечувствительности и, следовательно, к снижению точности слеженияза экстремумом в установившемся режиме,Прототипом заявляемого изобретенияявляется устройство (3, содержащеепоследовательно соединенные блок определения знака приращений и триггерзнака, триггер реверса, элемент И,интегратор, вход которого соединенс выходом сумматора, входы которогосоединены с выходами ключей, управляющие входы которых соединены с выходами триггера реверса. Поиск экстремумав этом устройстве начинается с большой скоростью, а при получении сигнала об отрицательном знаке приращенияФПК, поступившем после сигнала положительного приращения, что свидетельствует о проходе максимального значения ФПК, устанавливается малая скорость, обеспечивающая заданную амплитуду автоколебаний в установившемсярежиме.Недостатком прототипа является низкая помехозащищенность канала формиронания сигнала скорости измененияуправляемой координаты.Появление на выходе блока для определения знака приращений ФПК сигнала отрицательного приращения, сформированного вследствие действия помехи до момента достижения экстремума, не только изменит направление движения по координате, но и приведетк включению малой скорости и, следовательно, значительно увеличит время поиска 10Таким образом , помехоустойчивость.прототипа, как и приведенных вышеаналогов, определяется лишь величиной зоны нечувствительности устройства для определения знака приращения 15ФПК. При амплитуде помехи, превышающей эту зону, нормальный процесс функционирования экстремального регулятора может нарушиться,Целью заявляемого изобретения яв- рляется повышение помехоустойчивостиэкстремального регулятора в режимепоиска экстремума при обеспечениивысокого быстродействия и точностив установившемся режиме. 25Поставленная цель достигается тем,что экстремальный регулятор содержит блок Формирования сигн.-па о скорости, одновибратор и триггер Шмидта,выход блока формирования сигнала оскорости через триггер (йлидта соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходомтриггера знака, а выход подключен ковходам триггера реверса и входу однонибратора, выход которого соединен35с первым входом блока Формирования сигнала о скорости, два других входакоторого подключены к выходам блокаопределения знака приращения, а выходсоединен с сигнальными входами ключей,На чертеже изображена блок-схема устройства.Экстремальный регулятор содержит 45 блок для определения знака приращений 1 Функции показателя качества, выходы которого подключены к соответствующим входам триггера знака 2;блок формирования сигнала о скорости 50 З,два входа которого. соединены с соот-, ветствующими выходами блока для определения знака приращений 1, а третий вход подключен к выходу одновибратора 4; триггер Шмидта 5 вход которого 55 подсоединен к выходу блока формирования сигнала о скорости 3, а выход через элемент И б, второй вход которого соединен с выходом триггера знака 2, подключен ко входу одновибратора 4;триггер реверса 7, входы которого соединены с выходом элемента И б, а выходы присоединены к управляющим входам ключей 8 и 9, сигнальные входы которых соединены с выходом блока формирования сигнала о скорости 3, а выходы подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам сумматора 10; интегратор 11, подключенный к выходу сумматора 10,Сигнал функции показателя качества Й (х) поступает на вход блока для определения знака приращений 1, До начала процесса поиска через клемму Сброс подается импульс, устанавливающий триггер знака 2 в исходное состояние, соответствующее приходу сигнала положительного приращения. Затем через клемму Пуск подается импульс, запускающий одновибратор 4. Напряжение, определяющее начальную скорость Ч с выхода блока формирования сигнала о скорости 3 через ключ 8 и 9 ( н зависимости от состояния триггера реверса 7 ) поступает на инвертирующий или неинвертирующий вход сумматора 10, выходной сигнал которого подается на интегратор. Начинается изменение управляемой координаты. Одновременно сигнал с выхода блока Формирования сигнала о скорости 3 поступает на вход триггера Шмидта 5. Триггер Шмидта 5 срабатывает и его выходным напряжением запирается элемент И б.При изменении О (х) на выходах блока для определения знака приращений 1 появляются сигналы положительных или отрицательных приращений Яф н виде импульсов постоянной длительности положительной полярности.Рассмотрим наихудший случай, когда при поиске экстремума (максимума ) Я(х перный приходит импульс отрицательного приращения, что свидетельствует о движении от экстремума.При этом через элемент И б, открытый по второму входу после переключения триггера знака 2 импульсом отрицательного приращения ФПК, перебрасывается триггер реверса 7, переключающий ключи 6 и 9.Сигналом триггера Шмидта 5 через элемент И б запускается также одно- вибратор 4,Начинается движение н противоположном направлении. На выходе устройст-.ва блока Формирования сигнала о скорости 3 устанавливается напряжение,соответствующее максимальной скорости, с которой и происходит дальнейшее движение к экстремуму ФПК объекта,После прохода максимального значения ФПК поступающие импульсы отрицательных приращений перебрасываюттриггер знака 2, однако реверса непроисходит, так как фронт импульсаот переключения триггера знака 2 непроходит на триггер реверса 7 череззакрытый элемент И б. При достижении10 15 25 35 напряжения на выходе блока формирования сигнала о скорости 3 уровня отпускания триггера Шмидта 5, триггер Шмидта возвращается в исходное состояние и через элемент И б переключает триггер реверса 7, одновременно вновь запускается одновибратор 4.В установившемся режиме слежения за экстремумом триггер Шмидта 5 будет возвращаться в исходное состояние при приходе первого же импульса отрицательного приращения ФПК, а система экстремального регулирования будет с малой скоростью совершать автоколебательные движения около экстремального значения ФПК, реверсируясь по первому импульсу отрицательного приращения.Величина начальной скорости устанавливается из условия обеспечения заданной точности в установившемся режиме и может быть выбрана такой, что напряжение сигнала окажется ниже уровня срабатывания триггера Шмидта 5. Е этом случае в установившемся режиме, как и при смене . направления изменения управляемой координаты в начале движения, реверс будет происходить по первому импульсу отрицательного приращения, поступившему после импульса положительного приращения (ФПК), при перебросе триггера знака 2, фронтом выходного напряжения которого через открытый элемент И б будет перебрасываться .триггер реверса 7,Изобретение приблизительно при том же объеме оборудования, что и у прототипа, практически не уступая по быстродействию, существенно превосходит прототип по помехоустойчивости, обеспечивая ту же точность в установившемся режиме слежения заэкстремумом. Формула изобретения Экстремальный регулятор, содержащий последовательно соединенные блок определения знака приращений и триггер знака, триггер реверса, элемент И, интегратор, вход которого соединен с выходом сумматора, входы которого соединены с выходами ключей, управляющие входы которых соединены с выходами триггера реверса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он содержит блок формирования сигнала о скорости, одновибратор и триггер Шмидта, выход блока формирования сигнала о скорости через триггер шмидта соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера знака, а выход подключен ко входам триггера реверса и входу одновибратора, выход которого соединен с первым входом блока формирования сигнала о скорости, два других входа которого подключены к выходам блока определения знака приращения, и выход соединен с сигнальными входами ключей.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. И.С,Моросанов. Релейные экст ремальные системы, Наука, 1964.2. В.М.Журомский Б.И.Баделин. Шаговая система автоматического поиска с прогнозированием. Приборы и системы управления, Р 10, 1973.3. Авторское свидетельство СССР Р 470790, кл. Й 05 В 13/02, 1975.634233 оставитель Э.Миехред С.Мигай рошниКорректор Н.Ко лева Заказ 67 Проектная,едактор Г,Садомов 9/44 Тираж 991 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений 113035 Москва ЖРакушек филиал ППП Патент, г, Ужгород