Бинарная система управления

(504 С 05 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ватеован ссл х иссл В.Емел нов, Цве и К,СС 98 ьство 3/00,(54) (57) обрет ическ автома равлен ных си и вь стем.ппение ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научиский институт системн(56) Авторское свидетВ 111587, кл. С 05 В НАРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИ ние относится к техникего регулирования и упполнено в рамках бинарелью изобретения являетнадежности и грубости.ЯО 1303993 системы управления, Цель изобретениядостигается за счет специального способа построения контура координатнооператорной обратной связи. Изобретение предназначено для управлениявынужденным движением нестационарныхдинамических систем, работающих в условиях неопределенности, обусловленной произвольным неконтролируемымизменением параметров объекта управления и внешних возмущений в известных диапазонах. Система дополнительно содержит сумматор, усилитель с насьпцением, блок деления. Изобретениеможет быть использовано при автоматизации различных процессов, в частности процессов аглодоменного производства1 ил.а-,(з, = 1,п)1а.а,. апеременные параметры с 1(с.) ( = 1,Мнестационарных каналов воздействияна объект внешних возмущений такжесчитаются неизвестными функциями времени, удовлетворяюшими условиям,1,Дгде д, (3 = 1,1 с) - известные константы,25Рассматриваемая задача управленияформулируется следующим образом. Необходимо обеспечить компенсацию ошибки регулированияхИ) = у- У305где у (С) = сопя - задающее воздействие,до заданной величины, т.е. обеспечить выполнение неравенства х(С) ь,ф 35где л - заданная постоянная положительная константа.Цель изобретения - повышение надежности и грубости системы управления,На чертеже представлена схемапредлагаемой бинарной системыСхема содержит объект 1 управления, задатчик 2, вырабатывающий сигнал у (С), блок 3 сравнения, дифференциаторы 44, первые модульные элементы 5 ,5, первые усилители 66, первый сумматор 7,блок 8 умножения, вторые усилители9 ,9второй сумматор 10, блок11 деления, усилитель 12 с насыщениемдатчики 13,..13 внешних воздействий, вторые модульные элементы 14, 14 , третьи усилители 15 , 15,кфчетвертые усилители 16 ,16 третий сумматор 17, инерционный фильтр18, четвертый сумматор 19,Представим способ функционированияпредлагаемой системы управления. Сиг 4013039Изобретение относится к автоматическому регулированию и управлению и предназначено для управления вынужденным движением нестационарных динамических объектов, описываемых уравнениему" + ау (С) +. ++ с (г.) Е (е) + О(с),Предполагается, что параметры объекта Щ а, (1 = 1,п) меняются произвольным неконтролируемым образом в известных диапазонах, определяемых константами 932нал у(Г), поданный с объекта 1 управления, сравнивается с сигналом у (Г), выработанным задатчиком 2 в блоке 3 сравнения. Полученная ошибка х поступает непосредственно на вход первого модульного элемента 5 а на входы остальных (5 , ,5 ) - через дифференциаторы 4,4соответствующих порядков. Сигналы, полученные на выходе первых модульных элементов 5,5,поступают через соответствующие первые усилители 6, ,6 на вход первого сумматора 7 и с его выхода - на вход блока 8 умножения. Сигналы ошибки регулирования х(С) и ее производных, полученных на вь 1 ходе дифференциаторов 4 ,4, поступают через вторые усилители 9 ,9,.на вход второго сумматора 10, ,с выхода которого сигнал поступает на первый вход (делимое) блока 11 деления, а с выхода последнего сигнал поступает на вход усилителя 12 с насыщением, своим выходом подключенного к входу инерционного фильтра 18. Величины внешних воздействий, полученные на датчиках 13 13 к, поступают последователь 1но на вторые модульные элементы 14 ,14, а с их выхода на третьи 15, ,15и четвертые 16,16 усилители, выходами подключенные соответственно к первому 7 и третьему 17 сумматорам. С выхода третьего сумматора 17 сигнал подается на второй вход инерционного Фильтра 18, соединенного выходом с вторым входом блока 8, на выходе последнего Формируется сигнал управления ц(С), подаваемый на объект 1 управления. На второй вход блока деления (делитель), на выходе которого формируется сигнал ошибки координатно-операторного контура, сигнал подается с выхода .четвертого сумматора 19, на вход которого поступают сигналы с выходом первых усилителей 6,6 . В предлагаемой системе по сравнению с известной иной способ образования контура координатно-операторной обратной связи. В предлагаемой схеме он образуется вторыми усилителями 9,9, вторым сумматором 10, четвертым сумматором 19, блоком 11 деления, усилителем 12 с насыщением четвертыми усилителями 16,16, третьим сумматором 17 и инерционным фильтром 18. Регулятор описывается следующими со-. отношениями:+ (с +д) 1 о) ГД ф ( ,-) - -.Р ц. К. Урах =Ах,и хЙ ехр(-а( - , Й,а ) О - сопя При выполнении соотношения на коэффициенты усиления (1) существует конечный момент времени С,1, такой, что 35 Ымакс япр д (1(с Ф 8,д )с 1(С)/ + 1 о)1 с 4 й.1 Э. 11 х 1+ д, тогда, переписавпервое уравнение из (4) в интегральной форме, получим оценку приЪ 1Пх (С)Ц ( с Ц х / ехр(- 6 ( 40 Динамика управляемых процессов х(С) в системе полностью определяется выбором коэффициентов с вторых усилителей 99, и при этом справедлива следующая оценка:)Исиз которого по лемме Гронуолла-Белмана следует приведенная оценка (2),50 где М иГ - положительные константы,а величина ь О можетбыть сделана сколь угодномалой соответствующим выбором параметров Регулятора.Из последнего неравенства следует, что данная система является диссипа-. тивной и ее траектории погружаются за Приведем иллюстративный пример.Дан управляемый объект, заданный вканонической форме: 3 1303993 4е )11). конечное время в заданную окрестность( ) д при обеспечении заданной динамикипереходного процесса,где ц(1)Д(е) - сигналы различ-. Покажем справедливость последнейных контуров 5 оценки на х. Перепишем исходноесистемы, уравнение относительно ошибки регули 1 с ,е, Ю., Ы и с - коэффициенты уси- рования х(1) = у (С) - у(С)ления блоков 6 1(= ахКак следует из приведенных соотно- где А ,Ь,Р,а,Ь ,д-и ся- связаны сшений, при стремлении кнулю ошибки параметрами а;(х = 1,п),й (3 = 1,1 с)регулирования хИ) сигнал управления 20 Ьчевидным образом. Соответствующимц уменьшается до некоторсй малой ве- выбором вектора с можно обеспечитьличины, оставаясь при этом все время выполнение следующих неравенств:гладкой функцией. Параметры регулято-,ра являются конечными величинами, выбираемыми восходя из соотношений:К,+ а, И)К, + и,параметры которого меняются в диапа зонах:а (й)6 Г 0,1; а СИЕ 1-1.,03а, (еЪС,ОЗ; а,И)-1,5; 0,5;й (с)бГ,5 р 0,5.Пусть стоит задача обеспечения диссипативности системы в области Ь= 1 и чтобы переходный процесс имел показатель периодичности 0,75. Поскольку показатель в оценке (2) имеет следую. щий вид:156=8 -6 (1 + макс 1 ск вор Ь. т;ъкс /(1 - Я)видно, чтобы обеспечить заданный показатель апериодичности необходимо выбрать параметры 8 0,2, с =(1,1). Из соотношений (1) выбираем осталь-. ные параметры регулятора Е = (2; 4);1 (2,3,1); д. (54,81,24); Ы72,Таким образом, приведенный пример показывает, что предлагаемая система позволяет решить поставленную задачу управления. и э о б р е т е н и я 30 Бинарная система управления; содержащая последовательно соединенные пер 93 6вый сумматор, блок умножения,.вторымвходом подключенный к выходу инерционного фильтра, объект управления, блоксравнения, второй вход которого подключен к выходу задатчика, а выход - к входам дифференциаторов, выходы которыхи выход блока сравнения через после;,.довательно соединенные первые модульные элементы и первые усилители соединены с входом первого сумматора ичерез соответствующие вторые усилители - с входом второго сумматора, датчикивозмущений, выходы которых через соответствующие последовательно соединенные вторые модульные элементы и третьи усилители. соединены с входом пер-,вого сумматора и через последовательно соединенные вторые модульные элементы и четвертые усилители - с входомтретьего сумматора, выход которогоподключен к входу инерционного фильтра, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения надежности игрубости системы, она содержит четвертый сумматор, усклитель с насыщениеми последовательно соединенные блокделения, первый и второй вход которого подключены соответственно к выходамвторого,и четвертого .сумматора, к вхо"ду которого подключены выходы первыхусилителей; а выход усилителя с насыщением подключен к второму входу инерционного фильтра.к дакт 4 Заваз Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна Тираж 8 ВНИИПИ Госуд по делам,113035, Моск4рствензобрета, ЖПодписного комитета СССРий и открытийРаушская наб., д