Астатическая система регулирования

ОП ИСАНИЕ 1 ц 842708ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет по пенам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 10. 07, 8 1(54) АСТАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ Изобретение относится к нелинейным астатическим системам автоматического регулирования и может быть использовано в астатических приводах с ограничением, подверженных воздействию помех,Известна нелинейная астатическая система управления, содержащая элемент сравнения, интегрирующее звено, объект управления, охваченный цепью обратной связи . . Применение в прямом канале из, вестной системы интегрирующего звена с нулевым фазовым сдвигом обеспечивает высокий запас устойчивости системы и повышает ее динамические характеристики Г 2 и 31,Известны также астатические системы, содержащие в прямом канале регулирования параллельно соединенные между собой интеграторы с элементами односторонней проводимости на их входах и выходах и вспомогательныйканал, служащий для управления работой интегрирующих каналов Г 4Недостаток этой системы состоитв низкой помехозащищенности. Подвоздействием помехи имеет место лож5ное подключение выходныХ сигналовинтеграторов ко входу исполнительного механизма, что приводит к ухудшению динамических свойств и даже потере устойчивости системы,аиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой являетсяастатическая системы регулирования,содержащая два нелинейных интегратора, первые входы которых подключе"ны к выходу сумматора, а выходы -к соответствующим входам исполнитель"ного механизма, выход которого соединен со входом объекта регулирования, выход которого соединен с одним из входов сумматора Г 51 .Недостаток известной системы состоит в том, что она имеет низкуюпомехозащищенность. Помеха любой08 ЗО 50 3 8427частоты беспрепятственно проходит.через усилительный канал на вход исполнительного механизма, и крометого, осуществляет ложный разряцинтеграторов, включенных в прямой5канал системы. В результате этого исполнительный механизм не отрабатывает в должной мере управляющий сигнал, содержащий помеху, чтоприводит к ухудшению динамических 1 Освойств системы.Если объект регулирования является структурно неустойчивым, то врезультате наличия в поямом каналепомехи известная астатическая система может потерять устойчивость,Цель изобретения - повышение помехозащищенности системы,Указанная цель достигается тем,что в системе установлены два блокасравнения, первые входы которых подключены к выходу исполнительного механизма, вторые входы - к выходу сумматора, а выходы - ко вторым входамсоответствующих нелинейных интеграторов.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системыСистема содержит сумматор 1, первый и второй нелинейные интеграторы2 и 3, исполнительный механизм 4,объект 5 регулирования, первый и второй блоки б и 7 сравнения, операционные усилители 8-13, диоды 14- 25,входные резисторы операционных усилителей 26-39, конденсаторы 40-43,суммирующие элементы 44 и 45, резисторы 46 и 47 в обратных связях операционных усилителей,Так как включение операционныхусилителей 10-13 аналогично, то работу предлагаемой системы рассмотримча примере отработки астатическойсистемой управляющего сигнала однойполярности, например положительной,Система работает следующим образом.При появлении управляющего сигнала положительной полярности навыходе сумматора 1 (выходной сигналсумматора 1 является сигналом рассогласования предлагаемой системы)операционный усилитель 10 интегрирует суммарный (двойной) сигнал,поступивший на его вход через резистор 26 и через диод 18, операционный усилитель 8 и диод 15 - на еговход через резистор 27. Для того,чтобы сигналы, поступающие на входы через резисторы 26 и 27 операционного усили геля 10 (суммирующего интегратора) имели одинаковый знак, необходимо обеспечить операционным усилителям 8 (и 9) неинвертирующие свойства. Кроме того, до прихода задающего сигнала на вход системы сигнал на выходе объекта 5 регулирования равен нулю, регулирующий орган исполнительного механизма 4 находится в нейтральном положении и сигнал на втором входе исполнительного механизма 6 равен нулю.Операционный усилитель 1 О в отличие от операционного усилителя12 интегрирует суммарный входной сигнал, так как диод 22 в его цепи обратной связи не оказывает шунтирующего влияния, С учетом инвертирующего действия операционных усилителей положительный выходной сигналсумматора 1 не проходит через операционный усилитель 12 (суммирующий интегратор) и операционный усилитель 9 в силу того, что диод 24 в цепи обратной связи операционного усилителя 12 и диод 16 включены в обратном направлении для сигнала этой полярности.Проинтегрированный сигнал с выхода нелинейного интегратора 2 поступает на вход исполнительного механизма 4. В отличие от известной системы осуществляется интегрирование удвоенного сигнала рассогласования, чтоповышает быстродействие системы,так как время нарастания выходногосигнала нелинейного интегратора 2 довеличины, при которой исполнительныймеханизм 4 приходит в движение, уменьшается в 2 раза за счет интегрирования удвоенного сигнала рассогласования системы,Исполнительный механизм 4 отрабатывает выходной сигнал нелинейного интегратора 2, Выходной сигнал исполнительного механизма 4 имеет полярность, противоположную выходному сигналу сумматора 1, и поступает на вход обьекта регулирования и через диод 14 - на вход операционного усилителя 8, Выходной сигнал исполнительного механизма 4 на вход операционного усилителя 9 не поступает из-за обратного включения диода 17.В момент, когда сигнал на выходе исполнительного механизма 4 превысит842708 сигнал на выходе сумматора 1, разностный сигнал на выходе операционного усилителя 8 изменяет свой знак на обратный и поступает через диод 19 на вход через резистор 28 операционного усилителя О и на вход через резистор 29.операционного усилителя 11. Конденсатор 40 в цепи усилителя 10 начинает разряжаться, а конденсатор 41 в цепи усилителя 1 на- О чинает заряжаться, так как диоды в цепях.их обратных связей включены в противоположных направлениях. При нахождении системы в положение равновесия выходные сигналы операционных усилителей 10 и 11 компенсируют друг друга.При изменении знака входного сигнала системы в работу вступают усилители 9, 12 и 13, Их работа аналогична работе усилителей 8, 10 и 11.Если коэффициенты передачи операционных усилителей 10-13 по входам через резисторы 27-30 и 32-35 сделать достаточно большими, то быстродействие предлагаемой астатической системы будет не хуже известной системы. При этом в отличие от известной системы достигается высокая помехозащищенность, так как помеха любой частоты сглаживается интеграторами и не подвергается ограничению исполнительным механизмом. Это позволяет улучшить динамические свойства астатических систем с ограничением подверженных воздействию помех.В известной системе можно повысить Формула изобретения Астатическая система регулирования, содержащая два нелинейных интегратора, первые входы которыхподключены к выходу сумматора, а выходы - к соответствующим входам исполнительного механизма, выход которого соединен со входом объекта регулирования, выход которого соеди-нен с одним из входов сумматора,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения помехозащищенности системы, в ней установлены дваблока сравнения, первые входы кото,рых подключены к выходу исполнительного механизма, вторые входы - к выходу сумматора, а выходы - ко вторым входам соответствующих нелинейных интеграторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рабинович Л.В. и др. Проекти"рование следящих систем, М., "Машиностроение", 1969, с. 214-2182. Патент США М 3613016,. кл. 328167, опублик. 1971.3, КагуЬа 1 аз С.А. Моп 1 паг и"1:е 9 гаог к Ь 2 его Ревазе 5 Ь Г 1 1 ЕЕЕ,Тгапз, пс. Еесгоп. апс Сопйго 1.пзгвч, 1977, У 2, 24, р. 150-152.о 2. Авторское свидетельство СССРФ 548837, кл. С 05 В 11/36, 1974.5, Тэлер Дж. и Пестель М. Анализи расчет нелинейных систем автоматического управления. М.-Л., "Энергия"45 1964, с. 378-380 (прототип),помехозащищенность путем уменьшениякоэффициента передачи канала пропорционального регулирования вплотьдо полного отключения его. Однакопри этом значительнс ухудшаетсябыстродействие, системы. ПереходныйФпроцесс имеет долгозатухающие колебания,Положительный эффект от исгользования предлагаемого изобретения состоит в том, что на 1 ОЕ повышается помехозащищенность астатической системы, при этом качество переходного и установившегося режимов работы системы не ухудшается.