Система автоматического управления инерционным объектом

(23) Приоритет С 05 В 13/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 30,09,82. Бюллетень Мо 36 Дата опубликования описания 30.09.82(72) Авторы изобретения Е.Г, Извольский, В.П. Кузин и Е.М. ТабачныйФЙМосковский ордена Ленина авиационный интутим. Серго Орджоникидзе(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНЕРЦИОННЫМ ОБЪЕКТОМ(1)Й Т 7 ПП Р10 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для обеспечения квазиоптимального по быстродействию управления инерционным объ ектом второго порядка, передаточная функция которого .имеет вид где К - коэффициент усиления объекта; Т, Т-постоянные времени объекта, с помощью сервомотора постоян-"Ф ной скорости, в частности при управлении технологическими процессами, при управлении движущимися объектами.Известны системы автоматического управления, обеспечивающие оптимальное (или квазиоптимальное ) по быстродействию управление и содержащие сервомотор постоянной скорости и нелинейный преобразователь.В этих системах в функции от ошибки и ее производных формируют нелинейную функцию переключения, вид ко торой определяется динамикой объекта 13.Недостатком данных систем является необходимость зйать все параметры передаточной функции объекта и 30 вводить их значения в вычислительное устройство,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсясистема автоматического управления,содержащая нелинейный преобразовательсервомотор постоянной скорости, измеритель регулируемой координаты,выход которого и выход задатчика подключены к соответствующим входам элемента сравнения, выход которого подключен ко входу блока формированияпроизводных и к первому входу перво"го усилителя, второй вход которогоприсоединен к первому входу второго усилителя и к одному иэ выходовблока формирования производных, выход - к первому входу сумматора, выход которого подключен ко входу,сер-,вомотора постоянной скорости, второйвход второго усилителя, подсоединенк другому выходу блока формированияпроизводных.Известная система обеспечиваетквазиоптимальное по быстродействиюуправление при реализации законапереключения, предложенного Силва:Ми Ь:в 1 о (Оф Г(МЦ, (1)гдеТ Е ТЧЕ ТТЧЕОф:; ЧЛККрТ ККРТцККРТ ККрТс,ККр= , К:К К ) Е:с-Ч (2 с 4)Т 1, Р(Ч)= (;з 1 сп Ч") Рп(1 (Ч "О+Ч";1 От.е. -51 спб;Юсп(Е+Т Е)Т +Т Е)сс "сМ Т (51 сп Ч ) Дп (/Ч,На выходе элемента сравнения Формируется сигнал ошибки между задающимсигналом и сигналом регулируемой коор динаты Е:с- Ч . При этом параметрыобъекта управления К=К КТТ 1и привода Ксс, Т должны быть извест-.ны и используются для формированиясигналов О и Ч . На нелинейном 204 %преобразователе получается нелинейная составляющая кваэиоптимальногозакона управления, а на выходе сумматора полный закон управлениями.Взависимости от знака Функциисерво"25мотор постоянной скорости (которыйсоставляют релейный усилитель и сервомотор) вызывает перемещение исполнительного органа управления,оВоздействие на объект управления исполнительного органа,и вызывает изменение регулируемой. координаты Ч,которая эа близкое к оптимальномуЙо быстродействию время переходитот начального значения Чо к заданному значению ЖМ,д 23Однако известйые системы имеюттот недостаток, что при изменениипостоянной времени объекта, напримерТ (которое происходит в связи с 40изменением режимов работы объекта),либо при отсутствии априорной инФормации о значении этого параметра,нельзя реализовать функцию переключения (2 ), а следовательно, и квазиоптимальное по быстродействиюпротекание процессов.Цель изобретения - увеличениебыстродействия системы при изменениях постоянной времени инерционногообъекта. 50Поставленная цель достигаетсятем, что система содержит блок умножения и .измеритель выходной координаты дервомотора постоянной скорости,выход которого подключен к одномуиэ входов блока умножения, другойвход которого через нелинейный преобразователь связан с выходом второго усилителя, а выход - с вторым входом сумматора. 50На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления инерционным объектом.Схема содержит, объект 1 управления, описываемый передаточной функ цией (1), сервомотор 2, релейный усилитель 3, измеритель 4 регулируемой координаты, задатчик 5, элемент б сравнения, блок 7 формирования производных (дифференцирующие блоки либо измерители производных сигнала, в зависимости от вида регулируемого параметра объекта), усилители 8 и 9 (например, магнитные усилители, операционные усилители ), нелинейный преобразователь 10, сумматор 11, измеритель выходной координаты сервомотора постоянной скорости 12, (например, потенциометр обратной связи сервомотора), блок 13 умножения, сервомотор 14 постоянной скорости.Система работает следующим обра 9 ом.При подаче задающего воздействия д задатчик (регулируемой координаты) 5 выдает на элемент б сравнения сигнал, который сравнивается с сигналом 9, идущим с измерителя регулируемой координаты. С выхода элемента сравнения сигнал ошибки (рассогласования) Е = д эс- сс подается на один из входов усйлителя 9 и на вход блока формирования производных 7. С его выхода сигнал первой производной подается на второй вход усилителя 9, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный ТЕ+Е, подаваемый на сумматор 11. На вход усилителя 8 с выхода блока формирования производных подаются сигналы, пропорциональныеи Е ., На выходе усилителя 8 формируется сигнал, пропорциональный Т ЕфЕ-Ч, который подается на вход нелинейного преобразователя, пропорционален нелинейной Функции от+ ТЕ+Е Т Е+Е координаты Ч с Р, ПослеКР 1 ККР перемножения в блоке 13 умножения сигналов с нелинейного преобразователя 10 и с измерителя выходной координаты сервомотора 12 произведение этих сигналов идет на второй входсумматора 11, формирующего функцию переключения) (Т Е+Е 151 сръ 6:81 ср 1 (ТвЕ+Е)+ 2 Г 1 КК )РПоскольку в данном случае уравнение объекта имеет видТ,1 тс, Ч+(Т+Т)Ф+Ч: К, (4)а уравнение сервомотора 14 постоянной скоростиф.= Кв в 9 п,то при ступенчатом задающем воздействии 9(с) = 9 ,(с), выходная коор962849 Составитель В. ВасильЕвипенко Техред С,Мигунова Корректор В. Бутяга Редактор В. сно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная аказ 15 Ю 7/64 Тираж ВНИИПИ Государств по целам изобр 113035, "Москва, Ж