Устройство для автоматического управления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ. Св ЕТЕЛЬСТВУ Сени Советских Соцналнстнчвсник Рвслублнк(22) Заявлено 250180 (21) 2875335/18-24 51)М. Клз 40 605 В 11/ с присоедммемием эая ГосударетаенныЯ оинтет СССР но дедам нзобретеннЯ н отрытнЯ(У 2) Авторы изобретем Е.Г.Извольский, В.П.Кузин М Табачны 71) Заявительосковский ордена Ленина авиационный институ имени Серго Орджоникидзе 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ 1Изобретение относится к кваэиоптимальному по быстродействию управлению колебательным линейным объектом второго порядка, уравнение кото- рого имеет вид у + ау + а у =. КБ;где у - регулируемая координата;,О - входная координата; К - коэффициент передачи объекта; Га - собственная частота; = а /24 - параметр затухания, с помощью сервомотора постоян" ной скорости, может найти применение при управлении технологическими процессами в цветной металлургии, при построении автопилотов пилотируеьнх и беспилотных летательных аппаратов 15 и .авторулевых надводных и подводных кораблей, судов на воздушной подушке.По основному авт. св, В 442456 из- . вестно устройство для автоматического управления, содержащее последова тельно соединенные первый сумматор, первый релейный усилитель, сервомотор и измеритель его выходной величины, а также измеритель .и задатчик регулируемой величины, связанные со 25 входом элемента сравнения, первый дифференциатор, выход которого через выпрямитель подключен к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с измерителем выходной 30 ЖУлнчины сервомотора, а выход - спервым входом суюатора, второй дифференциатор и второй сумматор, входыкоторого соединены с выходами элемента сравнения непосредственно и черездифференциатор первый выход ьторогосумматора связан со вторым входомпервого сумматора, а второй выход -со входом первого днфференциатораЮНедостатком известного устройстваявляется его низкое быстродействиепри отработке ступенчатых задающихвоздействий,Цель изобретения - повышениебыстродействия устройства при отработке ступенчатых задающих воздействий.Поставленная цель достигается тем,.что в устройстве дополнительно установлен второй релейный усилитель,причем выход измерителя выходной величины сервомотора соединен со вторым входом блока умножения через второй релейный усилитель.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - фазовый портрет устройства; на фиг. 3 - результаты моделирования устройства,,Ц - выходная величина сервомотоО ра ЗрК - коэффициент передачи приво"Рда (сервомотора 3 с первымрелейным усилителем 2);д - ступенчатое задаюее воздей-.ствие.Выходная величина у объекта и еепервая у и вторая уэ производные дляуказанной выше системы принимают зна"чения Устройство включает первый сумматор 1, первый релейный усилитель2, сервомотор 3, элемент 4 сравнения,задатчик 5 выходной величины объекта, измеритель б выходной величиныобъекта, первый дифференциатор 7,второй сумматор 8, второй дифференциатор 9, блок 10 умножения, выпрямитель 11, измеритель 12 выходной величины сервомотора, объект 13 и второй релейный усилитель 14. 1На Фиг. 2 и 3 обозначены у и усоответственно выходная величина объекта 13 и ее первая проиэводнай; Г -значение относительной ошибки; ц -нормированное ступенчатое задающеевоздействие; О - Функция переключения; - производная сигнала ошибкиустройства.Устройство работает следующим образом.При подаче ступенчатого задающего, 20сигнала д эадатчик 5 выходной величины объекта вццает на элемент 4 сравнения сигнал, который сравниваетсяс сигналом у, идущим с измерителя бвыходной величины объекта. С выхода рэлемента сравнения сигнал ошибки(рассогласования) Я = ц - у подаетсяна один из входов второго сумматора8 и на вход второго дифференциатора9. С выхода второго дифференциатора9 сигнал первой производной подается на второй вход второго сумматора8, на выходе которого Формируетсясигнал пропорциональный Е д.6 , подаваемый на первый вход первого сумматора 1 и на вход первого дифференциатора 7, С выхода первого дифференциатора 7 сигнал сЯ+ Е подается навход выпрямителя 11. Сигнал/о 9 + Е / свыхода выпрямителя 11 идет на первыйивход блока 10 умножителя. На второйвход блока 10 умножителя приходитсигнал С з 1 дпО.с выхода второго релейного усилителя 14, на вход которого подается сигнал с измерителя 12выходной величины.сервомотора. Послеперемножения сигналов в блоке 10 ум"ножения,сигнал, пропорциональный/+4.р/С з 19 пЦ, с выхода блока 10умножения подается на второй входпервого сумматора 1, где и Формиру- Яется закон управления вв 2 вГр ккр 2 фОЕ+Е) Проекции фазовых траекториЯ описанной выше системы на плоскость у 4, у представляют собой логарифмичесйЗО кие спирали с фокусами, расположенными в точке (-1; О) при вХдп(7= +1 и в точке (+1; О) при зщпб= -1. При отработке устройством ступенчатых управляющих воздействий у эксивалентЗ ные начальные, условия в уравнениях(2)" (5) имеют вид соот екта на о Опты работка исходит в подпр сов 6= бфИгдев в) = "Жпричем на последнем интервале движе-ние к началу координат происходит понулевой фазовой траектории (Фиг. 2,траектория СГО) .В случае близкого к оптимальномупо быстродействию управления колеба тельным объектом движение должно происходить за два интервала управленияи интервал скользящего движения, втечение которого координаты у. приходят к асимптотически устойчивому положению равновесия у = 0 в соответ-В соответствии с законом. Управления (1) происходит переключение первого релейного усилителя 2, управляющего движением сервомотора 3. Сервомстор 3 перемещает орган управления, воздействующий на объект, и обеспечивает приведение выходной величины объекта 13 к заданному значению.Динамика системы автоматического управления, в составе которой работает предлагаемое устройство, описывается следующей системой уравнений: о Е оР 6 Р-Я (1)етственно, выходная велии ее производные равны СИ. ЯЗвоо "во вв в в)Рмальйая по быстродействию оттаких начальных условий про" за три интервала управления остранстве монотонных процессопз 1 и определяется условиец е:вди(в,е в в ):-в;В в 1868699 08 0 Тираж 943 Подп дарственного комитета СССР изобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. 4/