Система оптимального управления объектом второго порядка

Союз Советских Социалистических Республик(б 1) Дополнительное вт. свид-в 51) М. Кл Заявлено 01,03.77 (21) 2456037/18-24 3/О оединением эая всудерственный немет СССР ае делам нзебретеннй н етнрытнй. М, Синеглазов, В. Т. Торб Н. Игнатенко, иС.В,Ш Киевский ордена Ленина политехнический институтим. 50-летия Великой Октябрьской социалистической револю(71) Заявител 54) СИСТЕМА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ ВТОРОГО ПОРЯДКА 1и- ть Предлагаемое изобретение относится к системам автоматического управления, предназначено для оптимального по быстродействию управления неколебательными динамическими объектами второго порядка с переменными параметрами и может быть использовано для управления летательными аппаратами, электроприводами и химико-технологическими процессами. Известны системы оптимального уравления, позволяющие минимизировавремя управления динамическими обътами, которые соДержат основной конуправления и контур самонастройки,причем контур самонастройки содержитнастраиваемую модель, блок сравненияблок самонастройки и исполнительныймеханизм, а основной контур содержитмодель, нуль-орган, блок сравнения,блок управления моделью, триггеры,блок начальных установок, сумматор иблок Эквивалентностью и 2 . 2Из известных систем наиболее близкой по технической сущности является система оптимальйого управления объектами второго порядка, содержащая последовательно соединенные первый сум матор и блок начальных уставок, выход,которого через первый и второй триггеры соединен с соответствующими входамй блока "Эквивалентность", выход которого подключен к первому входу бло 1 ф ка управления первой моделью, второйвход которого подключен к выходу нуль- органа и к первому входу блока сравнения, а выход - к первому входу первой. модели, выходы которой соединены, соответственно, со входом нуль-органа и вторым входом блока сравнения, выходы которого подключены к соответствующим входам первого триггера, и вторую модель, подключенную входом ко входам объекта и блокасамонастройки, а выходом - к одному иэ входов второго сумматора, другой вход которого подключен к первому входу первого651308 йй ю Е МАТ м- к К .3сумматора и нервому выходу объекта,а выход - ко второму входу блока само настройки, выход которого через инте-гратор подключен ко вторым входампервой и второй моделей, в третий входпервой модели подключен ко второмувыходу объекта 3 .Известная система обладает низкимихарактеристиками по точности и быстродействию,Целью настоящего изобретения является повышение точности и быстродействия системы.Поставленная цель достигается тем,что в системе установлены первыйфункциональный преобразователь и третий сумматор, первый вход которого через первый функциональный преобразователь подключен ко второму входу первогосумматора, второй вход непосредственноподключен к первому выходу первоготриггера, а выход - к четвертому входу первой модели, пятый вход которойподключен к выходу первого сумматора,а второй выход первого триггера подключен ко входу объекта, а блок самонастройки содержит последовательносоединенные второй функциональный преобразователь и блок умножения.Блок-.схема системы представленана фиг. Х; на фиг. 2 представлен фазовыйпортрет системы.Система содержит 1, 2, 3-первый втрой, третий сумматоры, 4, 5-первую ивторую модели, 6-блок сравнения, 7 нуль-орган, 8 - блок управления первой моделью, 9, 10 - йервый ивторой триггеры, 1 1 - блок Эквивалентность, 12,13 - первый и второй функциональные преобразователи, 14 - блокумножения, 15 - интегратор, 16 -объект, 17 - блок начальных.уставок,18 - блок самонастройки, 19 - контуридентификации,Ц -задающее воздейспьие, Х 1( Ф, ), Ф, ) - фазовыекоординаты объекта, х ( Ф ), Х( + ) -фазовые координаты первой модели,Задачей оптимальной по быстродействию системы управления объектамивторого порядка является формированиепоследовательности оптимальных управ-лений вида Яц, или Ю,П,х, гдеОц- максимвльное значение управляющих воздействий квк функции фазовых координат объекта управления) Ма ( Ф ). При этом системареализуется нелинейный закон управления, определенный на фвэовой плоскостищь уравнением линии переключения. Поскольку кусочно-линейная или кусочно-нелинейная апроксимация функции переключения сопряжена со значительными погреш ностями, то для реализации закона управления может быть использована модель, многократно и в "быстром" времени реализующая уравнения движения объекта, Когда параметры объекта не 1 ф известны, то непосредственно построение линии переключения невозможно и для реализации оптимального по быстродействию алгоритма управления необходимо идентифицировать объект.Предлагаемая система работает следующим образом. Изменение значений .. задающего воздействия (р ( 1 ), поступающего на вход сумматора 1, или изменение параметров объекта 16 приводит о к появлению на его выходе отклонениярегулируемой переменной Х ( 1 ). По закону Х 1 ( 1 ) блок начальныхуставок 17 производит выбор значения уп.,равления на начальном участке движеф ния объекта 1 6, чтд обеспечивается начальной установкой триггера 9, При этом триггер 10 переводится в тд же состояние, что и триггер 9, а логический блок "Эвивалентностьф 11 выдает Зй сигнал "1 " на вход блока управлениямоделью 8. Это вызывает, с одной стороны, перевод модели 4 в режим периодического решения, а, с другой стороны, 3выдачу управления 0 = -БДО Х 1(В) на входы объекта 16, второймодели 5 и функционального преобразователя 13, входящего в состав блока самонастройки 18 контура идентификации 19, что 40вызывает изменение выходных сигналов объекта 16 и модели 5, Выходные сигналы объекта 16 и модели 5 поступают на входы сумматора 2 для формирования сигнала рассогласования : (), вызванного изменением параметров объекта 16. Сигнал -( 1 ) с выхода сумматора 2 подается на один иэ входов блока умножения 14, на другой вход которого поступает выходной сигнал функционального преобразователя 13, структура которого, определяется по методу вспомогательного оператора, Выходной сигнал блока умножения 14, определяющий скорость изменения переменного параметра объекта 16, посредств вом интегратора 15 подается на входы первой и второй моделей 4,5. При этомнв вход первой модели с сумматора 3 поступает сигнал управления ДФф- БЬ МФЫ 651308 Составитель Г. Нефедова,Техред 3. фанта - КорректорЕ, П едактор С, Равв Зак 804/44 ЦНИИПИ Госуд но делам и 113035, Москва, Тираж 1014 Подписноеарствениого комитета СССРзобретений и открытийЖ, Раушская набд. 4/5 Уж Пате ктнаи 4 д