Релейно-линейный регулятор

50 Изобретение относится к регулирующимустройствам автоматики, в частности коптимальным системам управления.Известен релейный "регулятор, обеспечивающий оптимальное, например, по 5быстродействию, управление при переводе состояния объекта из одной точки вдругую 1.Недостатком известного регулятораявляются наличие в режиме стабилизации 10автоколебаний.Известен линейный регулятор, обеспе-чивающий отсутствие автоколебаний врежиме. стабилизации состояния объектав окрестности точки приведения1 2, 15Недостатком линейного регулятора является неудовлетворительное быстродействие.Совмещение регуляторов релейного, используемого в переходном режиме, и линейного в режиме стабилизации обеспечивает качество переходного процесса, эффективность фильтрации помех и парирование возмущений.Наиболее близким к предлагаемому 25является релейно-линейный регулятор, содержащий последовательно соединенныерелейный регулятор, переключающее устройство и исполнительное устройство,причем каждый вход релейного регулятора соединен с выходом соответствуккцегодатчика состояния объекта и с соответствующим входом линейного регулятора,выход которого подключен к второму входу переключающего устройства3.Недостатком известного регулятораявляется то, что для объекта И-го порядка на основании информации, поступающей с К датчиковбез применения наблюдателей невозможно аппаратурно реализовать замкнутую область вокруг конечной40точки приведения и фиксировать попадание точки, определяющей состояние объекта, в .эту область, В случае, если К" г 1 или при применении наблюдателей 12)такая область реализуется по сигналам сдатчиков устройствами, в которых определяются соотношения , Х О, гдех- сигнал с 1 -го датчика, С 1 граница зоны по сигналу Х. Реализация таких операций усложняется из-затого, что работа протекает при малыхуровнях полезных сигналов и большомуровне помех. Поэтому величины цопре, деляются не величиной желаемой зоны. а величиъой помех. 55Цель изобретения - повышение точнос-ти и надежностирелейно-линейного регулятора,Поставленная цель достигается тим,что регулятор содержит селектор сигналов и последовательно соециненныепервое цифференцируюшее устройство,первый интегратор, первый компаратор,второе дифференцирующее устройство, второй интегратор и второй компаратор,подключенный выходом к управляющемувходу переключающего устройства, первыйвход которого соединен с входом первогодифференцирующего устройства, вход селектора сигналов подключен к выходу первого компаратора, а выход - к второмувходу вгорого интегратора,На фиг. 1 представлена блок схемапредлагаемого регулятора; на фиг. 2 -графики процессов в блоках системы.Система состоит из релейного регулятора 3., линейного регулятора 2, датчиков 3 состояния объекта, переключающегоустройства 4, исполнительного устройства5, первого дифференцирующего устройства6, первого интегратора 7, первого компаратора 8, второго дифференцирующего устройства 9, селектора 10 сигналов, второго интегратора 11 и второго компаратора12,Объект управления является и -мерным, и для измерения его состояния регулятор содержит К датчиков 3 сострянияобъекта. Первые входы интеграторов 7 и11 являются обнуляюшими.Регулятор работает следующим образом.Оптимапьный переходный процесс в общем случае должен протекать в И интервалов знакопостоянства управления (теорема об г 1 интервалах) релейного регулятора и выйти затем на автоколебательный цикл, Работа схемы основана на том, что длительность интервалов знакопостоянства управления зависит от начальных условий процесса приведения. Чем меньше состояние объекта отличается от состояния, определяемого конечной точкой приведения, тем меньше время каждого из И интервалов оптимального приведения, а при увеличении рассогласования между начальной и конечной точками, время хотя бы одного любого интервала должно увеличиваться. Поэгому, оценивая время каждого из И интервалов, можно оценить удаленность состояния объекта от конечной точки приведения, т. е, задать область в-мерном пространстве, при попадании в которую целесообразно переключать управление на линейное.200 4чину полупериода автоколебаннй. Первыйинтегратор 7 н первый компаратор 8 определяют , что длительность интервалазнакопостоянства управления мало превышает полупериод колебаний, Из этогоусловия выбирается величина напряженияКА . Для того, чтобы переходный процессзакончился, а нэ несколько интервалов управления подряд прошли с малой длительностью, необходимо, чтобы количество интервалов с длительностью, определяемой полупериодом колебаний, былобольше и . Это определяется вторым ининтегратором 11 и вторым компаратором12, Из этого условии выбирается величине напряжения К,лесть, что позволяет судить о состоянии объекта в И -мерном пространстве, тогда как прототип способен оценить состояние лишь в и -мерном пространстве по К измеряем,ым переменным состоянйя.Переход во временную область повышаеттак же цомехозащитность системы, таккак аддитивные помехи датчиков уже фильтруются в релейном регуляторе, и интеграторы не вносят дополнительных помех. Для устранения ложных переключенийрелейного управления перед дифференцирующим устройством 6 может быть помещен фильтр высоких частот. Для аппаратурной реализации предложенной схемы требуется меньше элементов, чем на реа. лизацию К устройств определения модуля сигналов, измеряемых К датчиками,К компараторов, для сравнения амплитуд сигналов. и построения логического устройства, обрабатывающего сигналы компараторов,Исподьзование изобретения позволяетснизить затраты на его производство йповысить экономичность регулятора в3 - 1012На фиг, 2 показаны графики, сигналов.Цифрой 1 ф помечен выходной сигнал релейного регулятора, От момента 0 до момента А показано изменение управляющего.ригнала, обеспечивающего переходной реким, от момента А до момента Б пока.зано изменение управляющего сигнала,обеспечивающего автоколебательный режимстабилизации., Выходной сигнал релейного регулятора 3. дирференцируется уСтройством 6 импульсы, снимаемые с уст,ройства 6 ( на фиг. 2 помечены цифрой2 ), подаются на обнуляющий вход интег 1ратора 7, на другой вход которого подается постоянное напряжение. При этом выходной сигнал интегратора 7 имеет пилообразную форму, момент окончания нарас-тания которо определяется моментом при-, Повышение точности достигается зайРхода импульса с устройства 6 (график 3, счет того, что информация о состояниифиг. 2). Напряжение, снимаемое с ии- - 26, объекта переводится во временную обтегратора, сравнивается с постояннымнапряжением К в первом компараторе8, Селектор 10 отрицательных сигналов,который может быть реализован диодом,пропускает только отрицательные сигналы 25( график 4, фиг, 2) . на вход второгоинтегратора 1 1, В моменты измененияамплитуды сигнала первого компаратора8 наобнуляющий вход интегратора поступают жмпульсы (график 5 ),снимаемые щ .с устройства 9. Напряжение с второгоинтегратора 3,1 достигает уровня напряжения К , заложенного во втором компараторе 12, только при условии, что с первого компаратора 8 поступает отрицатель 55ный сигнал в течение периодов автоколе/ебаний. В момент Б, когда изменяетсянапряжение на втором компараторе 12,переключающее устройство 4. переключает исполнительное устройство на работуот линейного регулятора. Времена ин,тервалов могут быть разными, но в случае, когда точка, определяющая состояние объекта, попадает в область автоко.лебательного цикла, длительность каждого из интервалов знакопостоянства управ 45ления не должке намного превьпцать вели 1012200.Тира ИПИ Государствепо делам нзобр 35 Москва, Жого комитететений и откр 5, Раушскаая