Релейный регулятор

Союз СоветскнхСоцналнстнческнзРеслублнк ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 н 900257(23) Приоритет -Опубликовано 230182. Бюллетень М 3Дата опубликования описания 2301,82 РМ Кл з 6 05 В 11/14 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторизобретения К. Ге Фаворский Московский ордена Ленина и ордена Октябрьск . Революции(71) Заявитель авиационный институт иы, Серго Ордионикидвй 54) РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к регулирующим устройствам автоматики, к оптимальным релейным системам управления, а также к регуляторам замкнутых 1 ,систем с кусочно-постоянным управлением, обеспечивающим изменение знака управляющего воздействия при состояниях системы, определяемых гиперповерхностями переключения.Известен релейный оптимальный регулятор для объекта и -го порядка, содержащий и датчиков информации о переменных состояния и и преобразователей переменных состояния, (Л) координатный функциональный преобразователь и двухвходовой компаратор, причем выходы всех датчиков связаны со входами всех преобразователей переменных состояния, выходы которых, первого напрямую, а последующие через функциональный преобразователь, связаны со входами компаратора (1).Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является релейный регулятор, содержащий первый датчик фазовой координаты, последовательно соединенные устройство определения знака, дифференцирующее устройство и устройство запоминания экстремума, компараторы, выходами подключенные к соответствующим входам устройства перемножения знаков,а вход устройства определения знакачерез устройство определения модулясоединен со вторым входом устройствазапоминания экстремума 2),Однако погрешность в таких системах вызвана от:утствием при построении алгоритма инФормации об ускорении изменения измеряемой координатыи ее последующих производных в точках Фиксируемого экстремума.Цель изобретения - повышение точности регулятора, путем повышенияточности в определенци моментов переключения оптимального релейногоуправления.Поставленная цель достигается тем,что в регулятор дополнительно вводятвторые датчики Фазовых координат,преобразователи координат и функциональные преобразователи, выходыдатчиков Фазовых координат соединеныс соответствующими входами преобразователей координат, выход первогопреобразователя координат соединенсо входом устройства определениязнака и первым входом первого компаратора, выход устройства определенияЗО модуля соединен с первще 1 входамипри К = 2 измеряемые сигналы х 1 и хгдают на плоскости в ортах х и хг визмеряемом подпространстве точку,соответствующую проекции изображающей точки в пространстве состоянийна плоскость х,х, а уравнения 5х+ й,(хг) соответствуют проекциина плоскость хх г фазовой траектории последнего интервала управления,проходящей через конечную точку приведения. Последнее переключение произойдет в момент, когда проекцияизображающей точки в измеряемомподпространстве, движение которойопределяется траекторией предпоследнего интервала, совпадает с проекцией фазовой траектории последнегоинтервала,В пространстве состояний (и-К)-епереключение определяется К мерныммножеством точек переключения. Вэтом К мерном множестве выделяют се Омейство (К) мерных множеств помногообразию параметра х. Например, объем разбивают на семействоповерхностей, каждая из которых соответствует определенному значению з 5х . Выделенное (К) мерное множество в данном случае является проекцией на измеряемое подпространствосостояний точек (и-К)-го переключения при точечном отображении областификсируемого" экстремума по гиперповерхности оптимального переключенияи может быть реализована зависимостью ЖиОбласть фиксируемого экстремумахопределяется как пространство(и)-го порядка по признаку х: х;х,О, Точечное отображение этогопространства на семейство фазовыхтраекторий второго интервала, т.е.на полную гиперповерхнссть оптимального переключения, будет так же (и)мерное многообразие.Чтобы размерность выделенных областей точек первого и последующихпереключений была не более (К) иона могла бы быть реализована зависимостью Ж =О, в К мерном базисе необходимо сократить .размерность области фиксируемого экстремума. Для этого в области фиксируемого экстремумазначения высших производных принимаются равными нулю, т.е,и 1 и-г ("+")Х Ог Х Орерх ОНапример, на измеряемом подпространстве второго порядка - плоскости (К) можно выделить одномерные однообразия - линии переключения. При3 область фиксируемого экстремума одномерна, так как отличается значением второй производной для зна чений х=х, ; х 1=0. Область фиксируемого экстремума (линию по фазовым траекториям) отображают на поверхность оптимального переключения, где она даст кривую и проектируют 65 вновь полученн;ю кривую на плоскость х,х г. Проекция этой кривой может быть выражена зависимостью ( х 1 + Е(х 1,х а момент переключения определяться по зависимости Ж = О.При и = 4 область фиксируемого экстремума двумерна и является плоскостью с ординатами х, х, т.е. в точке экстремума могут быть произвольными величины второй и третьей производной. Выбрав х = О, сократим размерность области фиксируемого экстремума до одномерного. Семейство оптимальных процессов, для которых начальными условиями является линия с вариацией значений х, даст в пространстве состояний кривую точек первого переключения, кривую точек второго переключения и кривую точек третьего переключения, совпадающую с фазовой траекторией, которые проектируются на измеряемое подпространство второго порядка при К = 2 и выражаются(х(+ Й, (х,х ); (х 1 + Йг(ххг)гКривые первого и второго переключения зависят от положения линии начальных условий нли от величины х,.Для реализации регулятора заранее просчитываются оптимальные процессы при разных значениях х Результаты просчета в виде функций закладываются в функциональные преобразователи 5 и 6 регулятора. В регуляторе знак релейного управляющего воздействия на первом интервале управления определяется сигналом Ч. Первое и последующие переключения произойдут при сменах знаков сигналов Ь;, последовательно от первого до (и -К)-го переключения. Знак сигнала Ж меняется один раз в процессе перевода фазового состояния в конечную точку приведения. Последующие за (и -К)-м переключения происходят при смене знака сигнала у, который изменяется (К) раз. При достижении сигналом нулевого значения регулятор за счет связи через устройства 9 и 7 приводится в исходное состояниеКоэффициенты С 1 преобразователей переменных состояния 2 выбираютея так, чтобы обеспечить окончание процесса при х 1. = О,Предлагаемый регулятор, беэ применения наблюдателей для восстановления полной информации о состоянии объекта, позволяет реализовать оптимальные и квазиоптимальные процессы.Когда и -К = 1 и в процессе управления в точке экстремума выполняется х 1 = О, то реализуются оптимальные процессы, при и -К)1 реализуются процессы близкие к оптимальным, так как не учитываются значения высших производных, По отношению к известному регулятору предлагаемый регулятор реализует оптимальные и квазиоп900257 Формула изобретения Релейный регулятор, содержащий5 первый датчик фазовой координаты, последовательно соединенные устройство определения знака, дифференцирующие устройство и устройство запоминания экстремума, компараторы, выходами подключенные к соответствующим вводам устройства перемножения знаков, а вход устройства определения знака через устройство определения модуля соединен со вторым входом уст ройства запоминания экстремума, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения точности регулятора, он содержит вторые датчики фазовых координат, преобразователи коорди нат и функциональные преобразователи, входы датчйков фазовых координат соединены с соответствующими входами Составитель А, ЛащевТехред С.Мигунова Корректор Н.Швыдкая ктор Л. филиппов Заказ 12181 6 Тираж 907сударст вен ного изобретений и Ж, Раущска Подписноеомитета СССРоткрытийнаб., д. 4/5 ВНИИ ПИ Гопо делам5, Москва ПП Патент, г город, ул. Проектная, 4 или тимальные процессы для более широкого класса объектов управления. преобразователей координат, выходпервого преобразователя координат соединен со входом устройства определения знака и первым входом первогокомпаратора выход устройства определения модуля соединен с первыми входами вторых компараторов, вторые .входы первого и вторых компараторовсоединены с выходами соответствующих функциональных преобразователей,выходы вторых преобразователей координат соединены с соответствующимивходами функциональных преобразователей, а выход устройства запоминания экстремума соединен с одним извходов функциональных преобразователей кроме первого.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сборник трудов МАИ Р 3874.Системы ориентации и навигации и ихэлементы. 1976, с. 64-70.2. Авторское свидетельство СССРМ 283354, кл. О 05 В 17/00, 1969