Система экстремального управления

) Авторыизобретения тФр аивите 54) СИС СТРЕМАЛЬНОГО УПРАВЛЕ Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к устройствам для автоматического поиска экст ре мума.Известно устройство для автоматичес кого поиска экстремума, содержашее генератор поискового сигнала, выход которого соединен с первым входом блока ум- ножения и первым входом сумматора, второй вход которого через исполнител ный двигатель соединен с выходом блока умножения, а выход - со входом обьекта управления, причем выход последнегосо вторым входом блока умновходдвисоединен женияаода нана значе ической ки объекта аннан систеодействием,тремума облас Такая система обладает сравнительно низким быстродействием, обусловпенным тем, что скорость выхода на экстремум пропорциональна значению первой производной экстремальной статической харак теристики объекта управления, т,е, поюзателя качества, причем в дальней от экстремума области она монотонно воз растает до значения скорости в точке перегиба статической экстремальной жрактеристики объекта управления и затем в ближней области убывает до нуля в точке экстремумаНаиболее близкой к предлагаемой потехнической сущности является система, содержащая последовательно соединенные генератор поисковых сигналов, блок срав 1 лкения, объект управления, первый блок .умножения и первый фильтр, второй блока сравнения соединен с выходом гателя, первый вход блока сравнения соединен со вторым входом первого блока умножения Г 2 . В этой системе скоростьэкстремум также пропорциональнию первой производной статэкстремальной характеристиуправления, в связи с чем д201ла отличается низким быстрособенно в дальней от эксГи3 97433Целью изобретения является повыше-"ние быстродействия системы,Поставленная цель достигается тем,что система содержит первый и второйисточники максимального сигнала и по- Зследовательно соединенные удвоительчастоты, фазовращатель, второй блок умножения, второй фильтр, логический блоки переключатель, выход которого соединен со входом двигателя, второй вход - 16с выходом первого источника максимального сигнала, третий вход - с выходомвторо 1 о источника максимального сигнала, а четвертый вход - с выходом первого фильтра и со вторым входом логичес- Икого блока, выход объекта управлениясоедпен со вторым входом второго блока улшоженця, выход генератора поисковых сигпалов соединен со входом удвоителя частоты. 20На фиг. 1 представлена структурнаясхема системы управления; на фиг. 2 ахарактеристика объекта управления, имеющего монотонную симметричную характе. ристику Я ( х); на фиг. 2 б.и 2 в - графики измененияи) соответствен йх ахино.Структурная схема системы содержитгенератор поискового сигнала 1, выходкоторого соединен со вторым входом первого блока умножения 2, первым входомблока сравнения 3, второй вход которогочерез исполнительный двигатель 4 соединен с выходом переключателя 5, а вы 3ход - со входом объекта. управления 6,выход которого соединен с первым входомпервого блока умножения 2, выход которого через первый фильтр 7 соединен с первым входом логического блока 8 и счетвертым информационным входом переключателя 5, второй и третий информационные входы которого подключены соответствешю к источникам максимальногосигнала 9 и 10, а управляющий входЯсоединен с выходом логического блока 8,в 1 орой вход которого через второйфильтр 11 соединен с выходом второго.блока умножения 12, второй вход которого соединеч с выходом объекта управления 6,а первый вход через фазовраща 50тель 13 и удвоитель частоты 14 - свыходом генератора поискового сигнала 1.Система работает следующим образом,С генератора 1 поисковые периодичес-кие колебания поступают на вход обьекта управления 6, представляющего собой нелинейное безынерционное звено с эа. 9 4тремальной характеристикой, например, вида (фиг. 2 а) Ох)= 1К1+Т хгде х - входной сигнал объекта управления;К, 1 - постоянные коэффициентьпЕ - амплитуда поискового сигнала:ш - круговая частота поисковогосигнала;- время.Сигнал с выхода объекта 6 подается как на первый блок умножения 2, так и на второй блок умножения 12. Так как характеристика обьекта Я ( х ) является достаточно гладкой функцией, ее можно разложить в степенной ряд и ограничиться первыми членами разложения ае дух аа 8 х+сРх): Я х+ фх - ФдхдхПосле умножения выходного сигнала обьекта управления на поисковый сигнал, осуществляемое первым блоком умножения 2, получаютЯ (х+ГВ 1 л мЦав 1 п иА"- 8(х) Е Фп юаа д, аа е з+ 6 5 сп мФ+ -- Яп 021дхУсредняя данный сигнал, получают выра жение ОЯ(х+е 510 щФ,) = Ях) Еб)пи)1,характеризующее выход астатическогофильтра 7, реализующего операцию интегрирования. Предполагая, что время осреднения достаточно велико, получают 51 и ю 1 й -ВМЯЛА =О22 В силу ортогональности сов со 1 в 1 пш 1 =О Отсюда значение сигнала на выходе фильтра 7 пропорционально величине первой производной экстремальной характеристикиюа,х+ е,1 п щЦ 5 э 1 оод = -Во втором блокеумножения 12 осуществляют перемножение сигналов с вы хода обьекта и поискового, частоту которого при помощи удвоителя частоты. 14 удваивают, а при помощи фвзовращателя 13 сдвигают по фазе на фСигнал с выхода второго блока умножения 12 8 (х) сов 2 соЕ у и ш Есор 2 соИдй дх9743 Область Знак Герв,1, производная Вторая производная Подключаемые входыпереключателя 5а аа=Я (Х+Ев 1 пм)Есовш осредняют при помощи астатического фильтра 11, получая на выходе фильтра 11 величину, пропорциональную второй производной экстремальной характеристики, т.е. 9 (н+ Е Б 1 п ы) Е сов ь - - --фЯ 1 цаР)Сигнал с выхода астатического фильтра 7, пропорциональный величине первой производной экстремальной характеристики и сигнал с выхода астатического фильт И ра 11, пропорциональный второй производной, поступают на входы логического устройства 8, управляющего работой переключателя 5 в соответствие с таблицей следующим образом. 26Если система находится в 1 и 1 и (дальних) областях экстремальной характеристики объекта фиг. 2 в, то на 2 и 3 информационные входы переключателя 5 падают с источников максимального сиг нала 9 и 10 соответственноЕ, дх и -Е, - постоянные сигналы, пропорциональные максимальной скорости выхода формула изобретения 4 Система экстремального управления, содержащая последовательно соединенные генератор поисковых сигналов, блок сравнения, объект управления, первый блок умножения и первый фильтр, второй вход блока сравнения соединен с выходом двигателя, первый вход блока сравнения .соединен со вторым входом первого блока умножения, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия. системы, она содержит первый и второй источники максимального сигнала и последомтельно соединенные удвоитель частоты, фазоврашатель, второй блок уь 53 ножения, второй фильтр, логический блок и переключатель, выход которого соединен со входом двигателя, второй входс выходом первого источника максималь 39 6на экстремум, Если система находитсяво й -й (ближней) области экстремальной характеристики объекта, то на 4 информационньй вход переключателя подаютсигнал с выхода астатического фильтра7, пропорциональный первой производной)кстремальной характеристикиСигнал с выхода переключателя поступает на вход исполнительного двигателя 11, выполняющего интегрирование.Сигнал с выхода исполнительного двига-,теля, являющийся рабочим воздействиемсистемы, поступает на вход блока сравнения 3 и далее на вход объекта управления6 так, чтобы отработать возмущающеевоздействие х и поддерживать системув точке экстремума,Таким образом, в ближней от экстремума области Й скорость выхода наэкстремум системы пропорциональна пер-вой производчой статическойэкстремальнойхарактеристики объекта, а в дальних отэкстремума областях 1 и а системадвижется с максимальными скоростямиЕ,пс,х и -Еп,соответственно за счетчего значительно увеличивается быстродействие системы экстремального управления,ного сигнала, третий вход - с выходом второго источника максимального сигнала, а четвертый вход - с выходом первого фильтра и со вторым входом логического бло, ка, выход объекта управления соедйнен со вторым входом второго блока умноже ния, выход генератора поисковых сигналов соединен со входом удвоителя частоты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе