Релейная система регулирования

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 953624 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М. Кл. (Э 05 В 11 /16 Ркударствевй комнтат СССР ао делам иэабретеиий и открытиЯ(54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ Изобретение относится к технике, автоматического регулирования и может быть использовано, например, в оборудо.=. ванин для автопилотирования летательного аппарата.Известны релейные системы регулирования, построенные на основе использования инвариантных свойств релейной системы, работающей в колебательном режиме 1 11.тоНедостатками этих систем являются низкая их точность и ограниченные функциональные возможности в широком диапазоне изменения параметров объекта.Наиболее близким к изобретению тех т 5 ническим решением является релейная система регулирования, содержащая источник уровня ограничения, интегратор, задатчик, первйй индикатор, последовательно соединенные первый усилитель с переменным коэффициентом, исполни - тельный орган, объект регулирования, датчик, первый элемент сравнения, узкополосный фильтр, реле и сумматор, после 2довательно соединейные первый источник напряжения, второй элемент сравнения и блок согласования, последовательно соединенные генератор, фазометр и второй индикатор, последовательно соединенные второй источник напряжения и третий элемент сравнения, второй и третий входы первого элемента сравнения, подключенные соответственно к выходам задатчика и генератора, вторые входы второго и третьего, элементов сравнения соединены с выходом узкополосного фильтра вторым входом фааометра и входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выходы источника уровня ограничения и третьего элемента подсоединены соответственно к вторым входам реле и блока согласования, выход фазометра соединен с первым входом первого усилителя с переменным коэффициентом 12.Недостатком этой системы является ограниченность ее функциональных возможностей при изменении в широком95 М 24 4 40 55 3диапазоне постоянной времени линейногообъекта первого порядка. Это вызваноналичием зоны нечувствительности у реле, нелинейных искажений в звеньях системы и др.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей релейной системы регулирования.Поставленная цель достигается тем,что система содержит фильтр с переменными параметрами и второй усилитель с переменным коэффициентом, первый и второй входы которого подключенысоответственно к выходам узкополосного фильтра и блока согласования, а выход второго усилителя с переменнымкоэффициентом соединен с входом первого индикатора, первый и второй входыфильтра с переменными параметрамисоединены соответственно с выходамисумматора и блока согласования, а еговыход соединен с вторым входом первого усилителя с переменным коэффициентом.На чертеже приведена блок-схемарелейной системы регулирования.Релейная система регулирования содержит объект 1 регулирования, например летательный аппарат, исполнительный орган 2, например рулевую машину,первый усилитель 3 с переменным коэффициентом, фильтр 4 с переменными параметрами, например на операционномусилителе, сумматор 5, реле 6, источник 7 уровня ограничения, интегратор 8,второй индикатор 9, фазометр 10, второй усилитель 11 с переменным коэффициентом, первый индикатор 12, второйэлемент 13 сравнения блок 14 согласования, третий элемент 15 сравнения,узкополосный фильтр 16 первый 17 ивторой 18 источники напряжения, датчик19 например угловой скорости, первыйэлемент 20 сравнения, генератор 21 изадатчик 22,Регулирующее воздействие на объект1 осуществляет исполнительный орган 2в соответствии с сигналами, поступаюшими на его вход через первый усилитель 3 с переменным коэффициентом,фильтр 4 с переменными параметрами исумматор 5 с сигнального и управляющего входов реле 6.На сигнальный вход реле 6 поступаетсигнал с источника 7 уровня ограничения.Сигнал на управляющий вход реле 6подается с первого элемента 20 сравнения, где он формируется в виде соотношения или разности сигналов с датчика 519, задатчика 22 и колебаний с генератора 21. Причем этот сигнал предварительно преобразуется узкополосным фильтром 16.Колебания с генератора 21 линеаризуют характеристику реле 6, За счет соединения интегратора 8 параллельно реле 6 обеспечиваются условия инвариантности системы к изменению постоянной времени объекта 1, описываемого дефференциальным уравнением первого порядка. Поэтому сигнал с фазометра 10, зависящий от разности фаз колебаний в системе, и с генератора 21, будет функцией в основном только от коэффициента передачи объекта 1. Сигналом с фазометра 10 корректируется коэффициент передачи усилителя 3.Таким образом, в релейной системе регулирования обеспечиваются условия инвариантности к изменению параметров объекта 1. Это свойство системы позволяет зафиксировать с помощью индикаторов 9 и 12 информацию соответственно о коэффициенте передачи и постоянной времени объекта 1.Расширение функциональных возможностей релейной системы в широком диапазоне изменения параметров объекта 1 достигается за счет устранения зоны нечувствительности реле 6 и нелинейных искажений в звеньях системы, Для этого уровень сигналов с источников 17 и 18 соответствует минимально и максимально допустимой амплитуде колебаний на управляющем входе реле 6, Сигналы с элементов 13 .и 15 сравнения появляются только при амплитуде колебаний на управляющем входе реле 6 соответственно ниже минимально допустимого и выше максимально допустимого уровня. При этом алгоритм коррекции фильтра 4 выбирается, например, из условия обеспечения максимально допустимого уровня амплитуды колебаний на управляющем входе реле 6 (при текущем значении амплитуды колебаний выше этого уровня) и из условия. обеспечения минимально допустимого уровня амплитуды колебаний на управляющем входе реле 6 (при амплитуде колебаний ниже этого уровня), Это может реализоваться за счет использования сигналов противоположного знака с элементов 13 и 15 сравнения, а также введения в фильтр 4 устройств, переключающих в соответствии с полярностью указанных сигналов. За счет коррекции усилителя 11 с переменным коэффициентом удается выделить информацию о изменении только постоянной времени объекта 1. Введение в усилитель 11 переключающих устройств позволяет учесть полярность сигналов с блока 14.С помощью узкополосного фильтра 6 обеспечивается выбор требуемой амплитуды колебаний по управляющему входу реле 5. Влияние узкополосного фильтра 16 на динамические свойства системы может быть учтено при проектировании исполнительного органа 2.Таким образом, изобретение обеспечивает инвариантное управление при широком диапазоне изменения параметров линейного объекта первого порядка, что расширяет функциональные возможности системы.,формула изобретенияРелейная система регулирования, содержащая источник уровня ограничения, интегратор, задатчик, первый индикатор, последовательно соединенные первый усилитель с переменным коэффициентом, исполнительный орган, объект регулирования, датчик, первый элемент сравнения, узкополосный фильтр, реле и сумматор, последовательно соединенные первый источник напряжения, второй элемент сравнения и блок согласования, последовательно соединенные генератор, фазометр и второй индикатор, последовательно соединенные второй источник напряжения и третий элемент сравнения,ОЬМ 24 6второй и третий входы первого элементасравнения подключены соответственно квыходам задатчика и генератора, вторые входы второго и третьего элементов5 сравнения соединены с выходом узкополосного фильтра, вторым входом фазометра и с входом интегратора, выходкоторого соединен с вторым входом сумматора, выходы источника уровня огра 10 ничения и третьего элемента сравненияподсоединены соответственно к вторымвходам реле и блока согласования, выходфазометра соединен с первым входомпервого усилителя с переменным коэффи 15 циентом,от.личающаяся тем,что, с целью расширения функциональныхвозможностей, она содержит фильтр спеременными параметрами и второй усилитель с переменным коэффициентом,20 первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам узкополосного фильтра и блока согласования,выход второго усилителя с первым коэффициентом соединен с входом первого ы 25 дикатора, первый и второй входы фильтрас переменными параметрами соединенысоответственно с выходами сумматораи блока согласования, а его выход - свторым входом первого усилителя с переменным коэффициентом.Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 391533, кл. б 05 В 11/16, 1973.2. Авторское свидетельство СССРМ 729550, кл, б 05 В 11/16, 1980953624 За 6277/7 6 Тираж 914 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж, Раушская набд, 4/5