Идентификатор возмущающих и управляющих воздействий

Союз СоветскихСоцкаписткческихРеспубпик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ и 744473(51)М. Кл, 6 05 В 23/02 с присоединением заявки РЙ Гооударстоенный комитетаа делам изобретений и открытий0 Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано при экспериментальных исследованиях систем автоматического управления и регулирования, а именно, для экспериментального определения возмущающих и управляющих воздействий, прикладываемых к объектам управления и регулирования, а также может быть спользовано при организа. ции адаптивного управления, при испытаниях систем управления и при контроле их техни. ческого состояния.Известно устройство для экспериментального определения возмущающих воздействий, прикладываемых к объекту управления, содержащее преобразующие элементы и блок срав. .пения (1).Недостаток этого устройства заключается в том, что его применение ограничено воэмож ностями практической реализации в системах с инерционными свойствами и затратами времени на идентификацию воздействий.Наиболее близким к предлагаемому явля. ется идентификатор 2, содержащий блоки формирования разности сигналов, в каждом 2иэ которых первые входы первого и второгоключей объединены, выход второго ключасоединен с первым входом блока памяти, кпервому входу блока сравнения подключен вы.ход блока памяти, первый делитель напряже.ния, первый вход и выход которого соединенысоответственно с выходом блока сравненияпервого блока формирования разности сигна.лов и входом второго делителя, блок задержки,вход которого соединен со вторым входомпервого ключа первого блока формированияразности сигналов, и квадратор 121. Йедостаток известного идентификатора заклю.чается в том, что при его использовании дляопределения прикладываемых воздействий за.трачивается время от момента срабатыванияисполнительного органа системы до моментавремени, соответствующего нулевому значениюскорости движения объекта управления. Прималых управляющих воздействиях этот проме.жуток времени может быть большим, чтоисключает возможность оперативного решениязадачи.744473 4 3Цель изобретения - повышение быстродействия идентификатора.Указанная цель достигается тем, что иденти.фикатор содержит генератор импульсов, индика.тор состояния исполнительного органа и блокраспределения импульсов, вход которого подключен к выходу генератора имйульсов, первый выход соединен совторыми входами вторых ключей первого и второго блоков формирования разности сигналов, а второй вы.ход - со входом блока задержки и со вторы.ми входами первого ключа и блока памятипервого и второго блоков формирования раз.ности сигналов, выход блока задержки черезиндикатор состояния исполнительного органасоединен со вторым входом второго ключаи вторыми входами первого ключа и блокапамяти третьего блока формирования разностисигналов, общие входы первого и второго клю.чей которого соединены с выходом второгоделителя напряжения, второй вход первогоделителя напряжения соединен с выходом блока сравнения второго блока формированияразности сигналов, общие входы двух ключейкоторого соединены с квадратором, а в каждом блоке формирования разности сигналоввторые входы блока сравнения и блока памя.ти соединены соответственно с выходом и вторым входом первого ключа,На фиг. 1 показана фазовая траектория;на фиг. 2 - структурная схема идентификато.ра.В основу разработки идентификатора поло.жены связи между искомыми значениямивозмущающего 1 и управляющего р воздействий, прикладываемых к объекту управления, динамика которого описывается уравнениемХ:У х р(х, х)и значениями фазовых координат движенияобъекта: скорости х и положения х. Эта связьотражается в уравнениях фазовых траекторий,имеющих вид 10 С выделенными значениями в идентификатореосуществляются операции в соответствии сформулой хх 1-ххх2(х -х)(3) результат выполнения которых подается на первый выход идентификатора и запоминается в блоке памяти третьего блока формирования разности сигналов. Затем в идентификаторе осуществляется выделение значений х, хг3 Ь и х 4, хч фазовых координат в точках в и г на участке АБ (фиг. 1). С выделенными значениями осуществляются операции в соответствии с формулой 20 25 х, х,2 2/ 2 х.х 1 х х (") 30 результат выполнения которых подается навторой выход идентификатора.Идентификатор содержит (фиг. 2) генератор1 импульсов, блок распределения импульсов,например коммутатор 2, квадратор 3, первый,второй и третий блоки 4, 5 и 6 формирования разности сигналов, блок 7 задержки, первый делитель 8 напряжения, второй дели-,тель 9 напряжения, индикатор 10 состояния.исполнительного органа, первый ключ 11, вто.рой ключ 12, блок 13 памяти, блок 14 срав.пения. Ключи 11 и 12 и блоки 13 и 14 входятв состав каждого из блоков формированияразности сигналов,35 40 х -х 1= - "у (х -хг), И)Х -Х =2(+Ц (Х - Х ), Д) Генератор 1 импульсов предназначен для формирования управляющих импульсов, которые распределяются коммутатором 2 по устройствам идентификатора в моменты времени, соответ. ствующие точкам а, б, в и г (фиг. 1). При этом в точках а и в импульсы подаются с первого выхода коммутатора 2 на вторые входы блоков 4 и 5 формирования разности сигналов; в точках б и г импульсы подаются со второго выхода коммутатора 2 на блок 7 Где х 1, х 1 и х г, хг значения положения и скорости движенйя объекта управления в двух точках фазовой траектории при выключенном исполнительном органе;х, х и х х 4 - значения положения и скорости движения, соответствующие двум точкам фазовой траектории при включенном исполнительном органе.Участки фазовых траекторий показаны на фиг. 1где ОА - участок траектории, на котором выключен исполнительный орган объекта управ 50 55 задержки и на третьи входы блоков формирования разности сигналов 4 и 5. Блок формирования разности сигналов 4 предназначен для формирования сигналов, соответствующих ленив и к объекту приложено только возмущающее воздействие У,АБ - участок траектории, на котором включен исполнительный орган и к объекту приложены возмущающее и управляющее воздействия.В идентификаторе осуществляется выделение нач ний х, хи, х, х фазовых координат в точках а и б на участке ОА (фиг, 1).5 744473 6разности значений х, - х и х - .х 4 . В блоке 5 входа блока 6 формирования разности сигналовформируются сигналы, соответствующие раз- записывается в его блок 13 памяти,ф 2 2 ф 2 2ности значений х, - х и х - х . Блок 7 При движении объекта управления с вклюзадержки задерживает входйой импульс на вре. ченным исполнительным органом на участке АБмя, необходимое для выполнения операций де.в точках в и г (фиг. 1) идентификатор функления в делителях 8 и 9 напряжения. В инди- ционирует аналогичным образом. При этомкаторе 10 состояния исполнительного органа на его первом выходе формируется сигнал,осуществляется распределение импульсов с соответствующий сумме возмущающего и упблока 7 на второй и третий входы третьего равляющего воздействий. Управляющий импульсблока б формирования разности сигналов в за с блока 7 задержки через индикатор 10 состоявисимости от состояния исполнительного органа: ния исполнительного органа поступает на тре.если он выключен, то импульс подается на тий вход блока 6 формирования разности сигвторой вход, если включен, то на третий вход налов, открывается его первый ключ 11, наблока 6. Делители напряжения 8 и 9 служат второй вход блока 14 сравнения поступает сиг.для выполнения операций, предусмотренных 1 ч нал с первого входа блока б формированияформулами (3) и (4), На выходе делителя 9 разности сигналов, а на первый вход - сигналнапряжения с коэффициентом деления, равным с блока 13 памяти, в результате чего на выходедвум, на участке ОА получают сигнал, соответ. блока 14 сравнения и на втором выходе иденти.ствующий искомому значению возмущающего фикатора формируется сигнал, соответствующийвоздействия 1: . Искомое значение управляю- щ искомому значению управляющего воздейст.щего воздействия р получают. на участке АБ вия у 4,с выхода блока 14 сравнения блока 6 форми- Идентификатор обеспечивает определение возрования разности сигналов, мущающего и управляющего воздействий нели.Идентификатор работает следующим обраом .нейных системах за интервал времени междуВ процессе движения объекта управления 25 точками а - г участков ОА и АБ, не дожидаясьс выключенным исполнительным органом на момента времени, при котором значение ско.участке ОА в точке а (фиг, 1) с коммутато- рости движения объекта станет нулевым, Прира 2 подается управляющий сигнал на вторые необходимости идентификатор может работатьвходы блоков 4 и 5, соединенные со вторыми в нескольких последовательных парах точеквходами их вторых ключей 12, которые откры 30 на каждом из участков ОА и АБ, что позволя.ваются и через них значения положения х, ет использовать его в системах оперативного1(для блока 4) и квадрата скорости х (для анализа технического состояния нелинейных1блока 5) поступают на соответствующие бло- систем и прикладываемыг к ним возмущаюки 13 памяти. В точке б (фиг. 1) подается щих и управляющих воздействий.управляющий сигнал со второго выхода комму. татора 2 на третьи входы бло:ов 4 и 5 формйФормула изобретениярования разности сигналов и на вход блокаЪзадержки 7, При этом открываются первые Идентификатор возмущающих и управляюключи 11 блоков 4 и 5 формирования разностищих воздействий, содержащий блоки формиро.сигналов и значения хи х поступают через вания разности сигналов, в каждом иэ которыхс.2них на вторые входы блока 14 сравнения бло. первые входы первого и второго ключейков формирования разности сигналов 4 и 5 объединены, выход второго ключа соединен сНа первые входы блоков 14 сравнения поступа- первым входом блока памяти, к первому вхоют сигналы; раисе записанные в блоки памя ду блока сравнения подключен выход блокати 13 и соответствующие значениям хи х. памяти, первый делитель напряжения, первыйНа выходе блока,4 формирования разности вход и выход которого соединены соответсигналов формируется сигнал, соответствующий ственно с выходом блока сравнения первогоразности х - х, на выходе блока 5 формиро- блока формирования разности сигналов и вхо 2вания разностисигналов - х - х . В резуль. 0 дом второго делителя, блок задержки, входтате деления сигналов в делителях 8 и 9 на. которого соединен со вторым входом первогопряжения на первом выходе идентификатора ключа первого блока формирования разностиполучают сигнал, соответствующий искомому сигналов, и квадратор, о т л и ч а ю щ и й.значению возмущающего воздействия. Уп- с я тем, что, с целью повышения быстроравляющий импульс с выхода блока 7 задерж-действия идентификатора, он содержит генера.ки подается на второй вход блока 6 формиро. тор импульсов, индикатор состояния исполни.вания разности сигналов, в результате чего тельного органа и блок распределения импульоткрывается второй ключ 12 блока 6 формиро- сов, вход которого подключен к выходу геневания разности сигналов и сигнал с первого ратора импульсов, первый выход соединен со7вторыми входами вторых ключей первого и второго блоков формирования разности сигналов, а второй выход - со входом блока задержки и со вторыми входами первого ключа и блока памяти первого и второго блоков формирования разности сигналов, выход блока задержки через индикатор состояния испол. нительного органа соединен со вторым входом второго ключа и вторыми входами первого ключа и блока памяти третьего блока форми. рования разности сигналов, общие входы первого и второго ключей которого соединены с выходом второго делителя напряжения, вто. рой вход первого делителя напряжения сое 744473 8дииен с выходом блока сравнения второгоблока формирования разности сигналов, общие/входы двух ключей которого соединены с квадратором, а в каждом блоке формирования .разности сигналов вторые входы блока срав. нения и блока памяти соединены соответствен.но с выходом и вторым входом первого ключаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Уланов Г. М. Статистические и информа./ционные вопросы управления по возмущению,М., "Энергия", 1970, с. 161 - 162,2. Австорское свидетельство СССР по заявкеНф 2336266/24, кл, 6 05 В 23/02, 08.10.76.