Релейная система автоматического регулирования

(54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯоНедостаток известных систем - низкая точнос чьеНаиболее близкой к предлагаемой яв,ляется релейная система автоматическо го регулирования, содержащая задатчик, последовательно соединенные первый источник питания, первое реле, первый сумматор, и исполнительный орган, выход которого соединен со входом обьекта, оподключенного выходом к последователь но соединенным ддтщву, первому элементу сравнения, фильтру и первому функциональному преобразователю, последователь 1Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано, например, в оборудовании для автопилотирования летательных аппаратов.Известны релейные системы автомати ческого регулирования, построенные на основе использования инвариантных свойств релейной системы, работающей в колебательном режиме 11 . но соединенные первый задатчик уровня, ограничения, второй элемент сравнения,первый усилитель с переменным коэффмциентом, первый индикатор, последовательно соединенные генератор, фазометр,второй функциональный преобразоватап,интегратор, последовательно соединенныевторой источник. питания, второе реле,второй сумматор, последовательно соединенные второй источник уровняограничения, третий элемент сравнения, второй .усилитель с переменным коэффициентом,второй индикатор, выход задатчика соединен со вторым входом первого элементасравнения, второй вход первого функционального преобразователя подключен квыходу второго элемента сравнения, вжрой вход фазометра соединен со вторымивходами первого реле и третьего элемен,та сравнения и с выходом второго функционального преобразователя, выходыфазометра, генератора и интегратора соединены соответственно со вторьпчи входами второго усилителя с переменным коэфКолебания с генератора 15 линеариэу. ют характерйстики реле 4 и 1 7.За счет введения колебаний с генера тора 15 на вход второго сумматора 14 обеспечиваются условия неизменности общего коэффициента передачи системы.Сигналом с фаэометра в соответствие с алгоритмом, рассчитанным иэ условия неизменности фазы колебаний на управ ляющем входе первого реле 4, корректируется коэффициент передачи второго функ ционального преобразователя 9. Поскопьку числитель передаточной функции цепи иэ параллельно соединенных первого реле 4 и интегратора 6 аналогичен знаменателю передаточной функции линейного объекта первого порядка 1, то в системе обеспечиваются условия инвариантности к изменению постоянной времени объекта 1. Для сохранения неизменным общего коэффици" ента передачи разомкнутой системы сиг налом с, фазометра в соответствие с обратной зависимостью, реализованной на 3 .97433пациентом, со вторым входом второгосумматора и со вторым входом первогосумматора 2 3Недостатком известной релейной системы автоматического регулирования явшется ограниченность ее функциональныхвозможностей при изменении в широкомдиапазоне параметров линейного обьектапервого порядка. Это вызвано наличиемзоны нечувствительности у первого и втсп 1рого реле.Бель изобретения - расширение фууп- циональных возможностей релейной системы автоматического регулирования.Эта цель достигается путем дополйительного введения фильтра с переменны-,ми параметрами и последовательно соединенных функционального элемента итретьего усилителя с переменным коэффициентом, второй вход которого подключен к выходу первого функциональногопреобразователя, а выход ко второмувходу второго реле и ко вторым входампервого усилителя с переменным коэффициентом и второго элемента сравнения,выход фильтра с переменными параметрамисоединен со вторым входом второго функционального преобразователя, а первыйи второй входы - соответственно с выходами второго сумматора и третьегоэлемента сравнения, вход функционального элемента подключен к выходу фазо-метра,На чертеже приведена структурнаясхема релейной системы автоматическогорегулирования,Релейная система автоматическогорегулировайия сьдержнт обьект (например, летательный аппарат) 1, исполнительный орган (например, рулевая машина) 2, первый сумматор 3, первое реле:.4, первый источник питания 5, интегратор 6, третий элемент сравнения 7, вто.рой задатчик уровня ограничения З,.второйфункциональный преобразователь (например, на операционном усилителе) 9, фазометр 10, фильтр с переменными параметрами (например, на операционномусилителе) 11, второй усилитель с переменным коэффициентом 12, второй индикатор 13, второй сумматор 14, генератор фо15, второй источник питания 16, второереле 17, функциональный элемент (например, на пороговых элементах) 18,первый гсилитель с переменным коэффициентом 19, первый индикатор 20, треИтий усилитель с переменным коэффициентом 21, первый функциональный преобра.зователь (например, на операционном 5 фусилителе) 22, второй элемент сравнения (например, пороговый элемент и операционный усилитель) 23, первый задаъчик уровня ограничения 24, фильтр (например, на операционном усилителе) 25,датчик (например, углойой скорости) 26,первый элемент сравнения 27 и эадатчик28.Система работает следующим образом.Регулирующее воздействие на объект1 осуществляет исполнительный орган 2в соответствие с сигналами, поступаюшими на его вход через первый сумма-,тор 3 с сигнального и управляющеговходов реле 4,На сигнальный вход первого реле 4подается напряжение с первого источникапитания 5.На управляющий вход реле 4 поступает сигнал со второго реле 17 после преобразования во втором сумматоре 14, вфильтре с переменными параметрами 11и во втором функциональном преобразователе 9. Напряжение на сигнальный входреле 17 поступает со второго источникапитания 16. Сигнал на управляющий входреле 17 поступает с первого элементасравнения 27 поюте преобразования вфильтре 25, в первом функциональномпреобразователе 22 й в третьем усилителе с переменным коэффициентом 2 1, Впервом элементе сравнения. 27 сигналформируется в вице соотношения или разности сигналов с датчика 26 и эадвтчика 28.974335 Ьсравнения, фильтру и первому функциональному преобразователю, последовательносоединенные первый задатчик уровня ограничения, второй элемент сравнения,псрвый усилитедь с переменным коэффициентом, первый индикатор, последовательно соединенные генератор, фаэометр, второй функциональный преобразователь, интегратор, последовательно соединенныевторой источник питания, второе реле,второй сумматор, последовательно соединенные второй задатчик уровня ограничения, третий элемент сравнения, второйусилитель с переменным коэффициентом,второй индикатор, выход задатчика соединен со вторым входом первого элемента сравнения, второй вход первого функционального преобразователя подключенк выходу второго элемента сравнения,второй вход фазометра соединен со вторыми входами первого реле и третьегоэлемента сравнення и с выходом второгофункционального преобразователя, выходы фазометра, генератора и интеграторасоединены соответственно со вторым входом второго усилителя с переменнымкоэффициентом, со вторым входом второго сумматора и со вторым входом первого сумматора, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, релейная системадополнительно содержит фильтр с переменными параметрами и последовательно соединенные функциональный элемент и тре-,тий усилитель с переменным коэффициентом,второй вход которого подключен к выходупервого функционального преобразователя,а выход .- ко второму входу второго релеи ко вторым входам первого усилителя с .переменным коэффициентом и второго элемента сравнения, выход фильтра с переменными параметрами соединен со вторымвходом второго функционального преобразователя, а первый и второй входы - со4 ,ответственно с выходами второго сумма-тора и третьего элемента сравнения, выход функционального элемента подключенк выходу фаэометра,5функциональном элементе 1 8, корректируется коэффициент передачи третьегоусилителя 21. Таким образом, в релейной системе вь 1 полняются условия инвариантности к изменению параметров обьек- %та 1. Это свойство позволяет реализоватьс помощью индикаторов 13 и 20 выделе- .ние информации соответственно о постоянной времени и коэффициенте передачи объекта 1. 0Расширение функциональных воэможностей релейной системы в широком диапазоне измерения параметров объекта 1.досТигается за счет устранения влияниязоны нечувствительности реле 4 и 17. 1 ф,Пля этого уровень сигналов с задатчиков,ограничения 8. и 24 выбирается равнымьйнимально допустимой амплитуде колебаний на управляющем входе соответственно реле 4 и 17. Сигналы с элемен- Отов сравнения 7 и 23, сформированныев результате сравнения сигналов с задатчиков уровня 8 и 24 с текущим значением амплитуды колебаний на управляющем входе реле 4 и 17, будут толькопри текущем значении амплитуды колебаний в системе, ниже минимально допустимого уровня, Этими сигналами корректируются соответственно параметры фильтра 1 1 и коэффициент передачи функцио- Знального преобразователя 22, а для выделения информации о параметрах объекта - коэффициент передачи усилителей12 и 19,Фильтр 25 обеспечивает требуемую 3амплитуду колебаний на управляющемвходе реле 17,.Таким образом, в предлагаемом"техническом решении реализовано инвариантное управление в широком диапазоне изменения параметров линейного объектапервого порядка, Этим самым, например,улучшаются технико-экономические показатели средств автопилотирования. Релейная система автоматического регулирования, содержащая задатчик, по щ следовательно соединенныепервый источник питания, первое реле, первый сумматор и исполнительный орган, выход кота рого соединен со входом объекта; подклю ченного выходом к последовательно сое-диненным датчику, первому элементу4 ф.о р м у л а и э о б р е т е н и я Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 391533 ю кл, С 05 В 11/1 бе 1973. 2. Авторское свидетельство СССР М 661502 в кл Я 05 В 1 1/161 1980974338 68 Тираж 914 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретени 113038, Москва, Ж,86 Подписноекомитета СССРи открытейаушскаа наб., д. 4 Филиал ППП фПат г, Ужгород, ул. Проектная Составитель В. Кузин,едактор Н. Горват Техред М. Надь Корректор Н. Буряк