Способ управления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик 111805247(51)М. Кл. С 05 В 13/02 с присоединением заявки Мо Государс 1 вениый комитет СССР оо ледам изобретений и открытий(54 ) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для целей формирования управляющих воздействий в системах автоматического управления-по одному параметру (сигналу отклонения) Преимущественное использование способ может найти при комбинированном упрайлении, при котором при малых отклонениях регулируемого параметра формируется пропорциональное(непрерывное или импульсное)управление одним каналом системы управления, и при больших отклОнениях - . релейное управление другим каналом системы управления.Известен метод управления,осно" ванный на изменении коэффициента усиления канала управления по информации об управляющем воздействии, формируемым этим каналом (.13.Йедостатком этого способа. является невозможность одновременного получения участков пропорционального (импульсного)и релейного управления.По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является способ который заключается в формировании управляющего воздействия вспомогательным каналом управления,если основной (входной)канал управления не позволяет отработать ошибкууправления, при этом выходной сигнал,основного канала управления является входным сигналом вспомогательного канала 21.Однако этот способ не позволяет получить точность управления,не зависящуюот внешних возмущений, действующихна объект управления.Цель изобретения - повышение точности управления при независимостиее от действия внешних возмущений.35 Нос гавленная цель достигается тем,что в течение времени действия пропорционального сигнала. формируют сигнал,равный сумме сигнала отклонения исовпадающего с ним по знаку нарас тающего эталонного сигнала, и формируют релейный сигнал управления вмомент превышения абсолютной величиной суммарного с канала границы зонынечувствительности релейного сигнала 25 управления.На фиг. 1 и фиг. 2 приведены фаэовые портреты системы управления;на фиг. 3 - структурная схема систеяа,управления; на фиг, 4 - характеристи ка управляющей Функции.фаэовые портреты системы управления содержат ось абсцисс (отклонениепо регулируемому параметру х ),осьординат (отклонение по скорости регулируемого гараметра х) М Мтекущиеположения изображающей точки М поУложение границы О эоны нечувствительности, положение границы 6 зоны нечувствительности релейного сигналауправления (положение границы зонырелейного управления), текущие положения в 1 Ь границы зоны релейногоуправления.Схема (фиг. 3) содержит трехпозиционные релейные элементы (ТРЭ)интеграторы 3 и б, исполнительные органы (ИО)9 датчики обратнойсвязи исполнительных органов(ДИО)10.объект 11 управления, сумматоры 4,7,8 и 12,управляющая функция состоит изоси абсцисс (отклонение по регулируемой координате х ),оси ординат(характеристика управляющей функции (,.), гранийы 13 и 14 изменения управляющей Функции и границы а и в зоны нечувствительности и зоны релейного управления соответственно.Система управления, приведеннаяв качестве примера реализации изобретения, выполнена следующим образом.Элементы 1 - 8 образуют релейноимпульсный регулятор, вход которогосоединен с выходом сумматора 12,Входом релейно-импульсного регулятораявляются входные цепи элементов1,4 и /. С другими входами сумматоров4 и 7 соединены выходы интеграторов3 и б. Входы этих интеграторов соединены с нормально разомкнутым инормально замкнутым контактами ДИО10 ИО 9 объекта 11 управления. ВходИО Э соединен с,выходами ТРЭ 2 и 5через сумматор 8. Вход сумматора 12соединен с задатчиком начального(нулевого)состояния Хои с датчиком текущего состояния объекта 11 управления. Выходы ТРЭ 1 соединены с цепями сброса интеграторов 3 и б.Сут- пособа управления состоитв следующем,По сигналу отклонения регулируемого параметра формируют одним каналом пропорциональное управление (непрерывное или импульсное),а другимканалом - релейное управление поспециально сформированному сигналу,который образуют в виде линейнойкомбинации сигнала отклонения и совпадающего с ним по знаку нарастающего эталонного сигнала, имеющегомонотонный или кусочно-непрерывныйхаркатер. Затем производят формирование релейного сигнала управления,если специально сформированныйсигная превышает по абсолютной величине границу зоны нечувствитель 04 (=Х - ОЗа, (1) где Оо - сигнал, который был на интег раторе втЕчение времени действия предыдущего импульсаи - время паузы между двумя соседними импульсамии.Положение границы релейного управления Ъ для сигнала х определяется суммарным сигналом положительной обратной связи - опорным сигналом, поступающим с выхода интегратора б, и 40 65 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нос ти релеи ного си г нвл а, и р:. и пан и(зоны релеиного управленя,).Функционирование системы упраые - ния, представленнои на Фиг, 3, производится следующим образом,Система управления формирует пропорциональное (импульсное)управление при сигналах х в диапазоне 04 х/б и релейнс. г - при 1 Х61 фиг, 1 и 2, где Ь 1 61,6, Ьз Если сигнал х в процессе своего изменения достигает границы эоны нечувствительности о ( Фиг, 1), определяемой величиной зоны нечувствительности ТРЭ 1 и 2, последние включаются. При этом разблокируется интегратор 3 цепью 1-3, а ТРЭ 2 начинает Формировать управляющий импульс, поступающий через сумматор 8 на ИО 9, который развивает управляющее объектом 11 управления воздействие. По включению ИО 9 переключается ДИО 10 и на интегратор 3 начинает поступать сигнал обратной связи фиксироваиной амплитуды, По началу поступления этого сигнала с выхода интегратора 3 на вход сумматора 4 начинает поступать линейно нарастающий сигнал, знак которого противоположен знаку входного сигнала. ТРЭ 2 Формирует сигнал до тех пор, пока для сигнала на вы: зде элемента 4 не выполнено соотношение где О - сигнал на выходе элемента3. Время, в течение которого не выполняется указанное соотношение,определяет время включения ИО (,участок М - М на фиг. 1). При отключенииИО 9 сигнал с входа интегратора снимается, а сигнал на его выходе фиксируется на уровне, определяемыммоментом, предшествовавшим переключению датчика обратной связи ИО. Паузамежду отключением ИО 9 и до его последующего включения определяетсяусловием (1)(участок М - Мзна фиг. 1)Рассмотренныи процесс управленияопределяет импульсный режим работысистемы,В паузе, между двумя соседними импульсами на интегратор б поступаетсигнал обратной связи, вследствиечего на выходе интегратора б сигналнарастает по законуеслнчи и 1 .",.: Ра ,.р батывания в ТРЭ 5 фИ. личина 1,пределяется выражением Ь= Ьгде О - текущее значение сигнала навыходе элемента 6,Иначе, если рассматривать величинузоны релейного режима относительносигнала х, то граница зоны релейногоуправления смещается в направленииначала координат, т. е. при первомвключении ИО (участок М -М на фиг.1).гграница зоны релеиного управлениязанимает положение Ь,то в течениепаузы(участок М-М )граница смещает 2 3ся и в течение врсмени действия следующего импульса участок М-М занимает положение Ь и т. д,з 4.Если изображающая точка достигаетграницы релейного управления (точка М )то, начиная с этого .момента,управление только релейное ввидутого, что выполняется условие (1)При формировании релейного управления в течение времени действия импульса (участок М - М )грани 7 8ца 1 занимает положение 6 . После 22включения ИО 9 (т. М ) граница 68вновь начинает смещаться в сторонуначала координат и в некоторый моментвстречается с изображающей точкой(т.М 9), траектория движения кото- . 3рой определяется величиной деиствующих возмущающих сил. После встречис изображающей точкой граница Ь остатанавливается в положении 6 з и далее процесс повторяется, Изменениеположения границыограничиваетсямаксимально достигаемым сигналом наинтеграторе б. Этот сигнал выбирается, исходя из соображений устойчивости установившегося управления такимобразом, чтобы положение максималЬного отклонения границы 6- 6 было научастке а-в, т. е.Ос ЬщгхсЬ 10 20 40 45В зависимости от коэффициента К характеризующего темп нарастания опорного сигнала Ос,и, следовательно, скорости смещения границы в, приХ ) О встречи точки М с границами ко прй хо(фиг. 1), или вначале3при х о (фиг.2), а затем при хо, Процессы, показанные на фиг.: 2, возможны при больших значениях Кг, а процессы, показанные на фиг. 1 при малых величинах К 8. При больших К 8,происходит демпфирование колебаний пО скОрОсти ( Х н ух м 9х лц ) ф и устанавливается режим типа" скольжения" (от точки М - Фиг,2), в котором от рабатывается рассогласование по регулируемому параметру. После этого вблизи положения равновесия устанавливается стационарный процесс управления. Установка границы Ь в исходное положение производится, когда сигнал х в процессе своего изменения достиает границы а, а обнление интегратора 3 производится п и -а с ха,При действии постоянного внешнего возмущения движение системы, представленной на фиг. 3(без учета ее неидеальностей типа запаздывания, гистерезисов релейных элементов и пр,).в параметрах хх может быть Описано следующими безразмерными уравнениями: при х;о и при импульсном угравлении уравнениемК,(Х .Х) " С,и 9.К (х-с) (2)КЧ К 9 Х - РК 1и при рел ей ном управлении - урав нениемК 9 Р 2 К 9 ХО К 2(К 9 Р)Кг(Х Х) Кг Ьу К 9(Х О) ( К 9 К 9 Х К 2 К 9 Р)где Р - величина внешнего возмущения, К 9- кбэффициент передачи ИО (эффективность ИО).Из уравнения (2,следует, что установившаяся скорость "ухода" системь; от начала координат имеет величинуХХ -РК 1 фа установившаяся скорость "приведения" системы к началу координат, определяемая действием .подвижной границы зоны релейного управления, определяется уравнение:.Х 2= 2К 9юИз анализа выражения(5) следует, что при любом возмущении(РК 9)система всегда приводится в окрестность начала координат, где поддерживаются установившиеся колебания.формула изобретенияСпособ управления, заключающийся в формировании пропорционального сигнала управления при нарастании абсолютного значения сигнала отклонения регулируемого параметра, с последующим формированием релейного сигнала управления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше- ния точности управления при независимости от действия внешних возмущений, в течение времени действия пропорционального игнала формируют сигнал, равный сумме сигнала Отклонения и совпадающего с ним по знаку нарастающего эталонного сигнала,и формируют релейный:.нгнал управления в момент превышениг:=бсолютной величиной суммарного сигнала границы эоны нечувст7вительности релейного сигнала управления. источники информации,принятые во внимание при экспертизе8052471. Патент ФРГ М 1265829, кл. 42 1,11/18, опублик. 1969. 2. Авторское свидетельство СССР Р 189474,кл.б 05 В 11/01,1964 (прототип)805247 лиал ППП "Патент",жгород,ул.Проектная,4 НИИПИ Ти раж Заказ 10881/б1 Подписное