Самонастраивающаяся система

О П И С А Н И Е п,983649ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцндпксткческикРеспублкк(51)М. Кл. 6 0,5 В 13/02 с присоединением заявки3 Ьсудэрвтюнвй квкнтвт СССР в двлэк кзобрвтвний к юткрытнйОпубликовано 23.12.82. Бюллетень47 Дата опубликования описания 25.12 82(54) СА 1 ОНС ИВА 1 ОШЛЯСЯ СИСТЕ 1 А 1Изобретение относится к дискретнымбеспоисковым самонастраивающимся системам автоматического управления длянейтральных объектов и может быть использовано, например, в самонастраиваю-щихся системах управления движением ле 5тательных аппаратов при неизвестных заранее значениях коэффициента эффективности управления объекта и внешнего возмущения,Наиболее близкой по технической сущности является дискретная самонастраивающая система, содержащая усилители,умножитель, делитель, блоки сравнения,блоки. памяти, последовательно соединенные первый блок памяти, второй блок памяти и первый блок сравнения и последовательно соединенные первый сумматор,третий блок памяти, объект управления,второй блок сравнения, первый ключ и 20четвертый блок памяти, выход которогосоединен через первый и второй усилители с первыми входами соответственно второго и третьего сумматора, а вход сое 2динен через третий и четвертый усилите ли с вторыми входами соответственно второго и третьего сумматоров, выход первого сумматора через первый блок, памяти соединен с входами первого блока сравнения и первого сумматора Г 11Недостатком этого устройства является необходимость наличия большого количества блоков памяти, суммирования, умножения и деления, аппаратурная реализуемость которых особенно затруднительна, и дополнительного корректирующего устройства, Кроме того, этот регулятор обладает недостаточно высоким быстродействием, так как необходимые для идентификации неизвестных параметров объекта управления условия создаются только через время равное трем периодам дискретности системы, малая точность и надежность системы. К тому же в состав устройства входят два блока деления каждый из которых имеет по два входа: вход делимого и вход делителя. В реальных условиях работы системы не исключена49 фпоследовательно соединенные шестой усилитель второй сумматор и умножитель - с вторым входом первого сумматора, выход пятого блока памяти через седьмой усилитель соединен с четвертым входом второго сумматора, выход пятого усилителя - с третьим входом третьего сумматора, выход третьего блока сравнения - через третий замыкающий контакт реле - с вторым входом делителя.На чертеже представлена схема устройстваеСхема содержит первый ключ 1, второй ключ 2, третий ключ 3, четвертый блок 4 памяти пятый блок 5 памяти, шестой блок 6 памяти, первый блок 7 памяти, второй блок 8 памяти, седьмой блок 9 памяти, второй сумматор 10, третий сумматор 11, первый сумматор 12; третий блок 13 сравнения, первый блок 14 сравнения, делитель 15, умножнтель 16, третий усилитель 17 первый усилитель 18, сельмой усилитель 19, шестой усилитель 20, четвертый усилитель 21 второй усилитель 22, пятый усилитель 23 реле 24 первый замыкающий контакт 25 третий замыкающий контакт 26, второй размыкающий контакт 27, первый размыкающий контакт 28, второй замыкающий контакт 29, третий блок 30 памяти, объект 31 управления, второй блок 32 сравнения.Работа устройства состоит в запоминании дискретных значений сигналов х(к - 1) и х(к-Х) с помощью блоков 4 н 5 памя 2тн, суммировании сигналов х(к), х(к) и х(к) с соответствующим их усилением усилителями 17-19, 21-23 с помощью сумматоров 10 н 11, формировании сигналов х(к) и х(к) с помощью сумматора 11 и блока 6 памяти, подаче с выхода сумматора 11 усиленного усилителем 20 сигнала х(к - 1) на вход сумматора 10 дпя учета при формировании управляющего воздействия внешнего возмущения, формировании с помощью блока 13 сравнения сигнала Ьх(к) для определения значения коэффициента эффективности управления объекта, запоминании с помощью блоков 7 и 8 памяти значений дискретных сигналов управляющих воздействий О(к) и О(к), формировании с помощью блока 14сравнения сигнала аО(к) который совместно с выходным сигналом а х ( к - 1) блока 13 сравнения через две замыкающие роля уровня сигнала Лх(к) на входе делителя 15 с помощью этого блока деления позволяет определить значение в ", где е 4 - фактическое значение коэффициента управления объекта, умножении выходного 3 9836Вовмажиость такой комбинации параметровдвижения и входных управляющих и возмущающих воздействий, при которой сигналы на входах делителей блоков делениябудут иметь низкий уровень (близкий квуиевому или равный ему). Это приведетк тому, что блоки деления не смогут нормально функционировать. При выполнениибцесов деления на элементах аналоговойВЫЧИСЛИтЕЛЬНОй техНИки на выходе этихблоков появится напряжение, соответствующее предельному, критическому дляденного регулятора, В случае реализацииуказанных блоков деления .на элементахцифровой вычислительной техники в даннем случае будет иметь место переполнение разрядной сетки и выдача на выходенеправильной информации.Цель изобретения - повышение точностии надежности системы, обеспечение задан ного оптимального управления движениемобъекта, независимого от заранее неизвестных значений коэффициента эффективностиуправления объекта и внешнего возмущения, повышение динамической надежности 25и быстродействия системы и повышениенадежности идентификации коэффициентаэффективности управления объекта при низких значениях уровня сигнала на входеделителя блока деления путем применения зодискретного самонастраивающегося регулятора более простой структуры для идентификации коэффициента эффективности управления объекта и внешнего возмущенияи последующей настройки коэффициентовпередачи регулятора без изменения егоструктуры для формирования сигнала управления.Это достигается тем, что самонастраивающая система содержит последовательОно соединенные второй ключ, пятый блокпамяти и пятый усилитель, последовательна соединенные шестой блок памяти, третий блок сравнения, третий ключ и релес замыкающими и размыкающими контактами, последовательно соединенные первыйзамыкающий контакт реле, делитель и умножнтель, последовательно соединенныепервый размыкающий контакт реле, седьмой блок памяти и второй размыкающийконтакт реле, соединенный через последовательно соединенные второй замыкающий контакт и седьмой блок памяти с вы- группы 25 н 26 контактов реле 24 конт- ходом седьмого блока памяти и непосредственно с первым входом умножителя, вы ход третьего сумматора соединен с входом шестого блока памяти и с вторымвходом третьего блока сравнения и через5 983649 6.сигнала блока сумматора 10 на получен- налыаО(к) и 3 х(к) с выходов блоный коэффициент - с выхода делителя 15 ков 14 и 13 сравнения, размыкающих конс помощью умножителя 16 и формированиитактом 27 подключает вых дь о блока 9 патребуемого, управляющего воздействия О(к) мяти, в котором запомнив тс ом запоминается панее выс помощью сумматора 12, на входы которо 5 численное, значение пар м тр д,е па аме а к выходуазмыкающим ( переключаго поступают выходные сигналы с блока 7 умножителя 16, размыкающи ( рпамяти и умножителя 16. Управляющее ющим) контактом 28 входнта ом 28 вход блока 9 памявоздействие О(к) с выхода сумматора 12 ти подключается к его выходу для регепоступает на блок 30 памяти (фиксирую- нерации (восстановления) рвосстановления значения паращее звено нулевого порядка) и через него 10 метра , так как реле нтр урна объект 31 управления. жет не срабатывать в течение несколькихДля обеспечения работоспособности периодов дискретности идуи ввид низкого овУРения сигнала Дх(к), и замыкаюпредлагаемого дискретного регулятора при ня значения сигнал дх(е еключающим контактом 29 отклюравногонулевому) уровнясигнала дх(к) 5 чает вход блока 9 по блока 9 памяти от выходаблокана входе делителя делителя 15, при кото деленияа оте системы, в условиях нормальром он не может нормально функциониро-При работе системы, уования че ез в емя Е, = 2 Твать, введено реле контроля уровня сиг- ного функционирования ер рнала йх(к - 1) с выхода блока 13 сравне- создаются условия для идентификентификации значеон о , 20коэффициента эффективности управленияния с четыРьмя группами контактов 2529 20 ний коэффициент ффкоторое предварительно настраивается на объекта а и внешнего уи внешнего возм щения Х. Насрабатывание при некотором заданном ми- основе этих значений изменяются входнойнимально допуотимом значении сигнала сигнал и коэффициент усиления регулятора,Дх(ки блок 9 памяти для запо- реализуемый с помощью умножителя 16мийминания предшествующего значения пара так, чтобы определить оптимальное управметра - " с выхода делителя 15, Контроли- ление О(К), которое обеспечит требуемуюруемый сигналдх(к 1) с выхода блока 13. точность и надежность работы замкнутой .сравнения поступает на реле 24 контроля системы при отсутствии н ч форсистемы и и отс ствии начальной инфоруровня этого сигнала через ключ 3, замы- мации о действительных значениях а и Р.кающийся одновременно с ключом 1. рабо 30 При этом характер переходного процессата этой части дискретного регулятора сос- замкнутой сист удзамки той системы б дет независимо от,тоит в анализе уровня сигнала д х(к) с значений с и Е пр дзначений с и+ и о еделяется только предварительно заданными собственными знавыхода, блока сравнения 13 с помощью речениями матрицы замкнутой системы; Этоле 24 контроля уровня сигнала, котороеприводит к повышению не только точности,при значении сигнала Вх(к), превышаю но и надежности, как свойства системыщем минимальное допустимое значениесохранять свои характеристики в заданных1 Дх(к) н (при этом делитель 15 моминпределах при изменении условий функцио;жет нормально функционировать), при каж прдомзамыканииключа Зсрабатываетисво-,нирования системы непредвиденным о ренным об азом.ими замыкающими контактами 25 и 26, 40Предлагаемый дискретный самонастраиподключает к входам делителя 15 сигналы ваюшийся Регу Р Р у трваюшийся ег лято имеет простую струкЮ(к) и дх(к) с выходов блоков 14 турную схему и выгодно отличается от известных аналоговых схем, так как дляи 13 сравнения, размыкаюшим контактом27 отключает выход блока 9 памяти от его еализации требуется минимальноеР45 китво иловк илиельных уствхода умножителя 16, размыкаюшим (перойств автоматики. Это позволяет не проьреключаюшим) контактом 28 - вход блокаI9 памяти от его выхода, а замыкающим водить большие и дорогостоящие исследования при проектировании дискретной сис(пе еключающим) контактом 29 подклю( Р9 темы управления, так как Регулятор спочает выход делителя 15 к входу блока50 собен быстро (в течение двух периодовпамяти для запоминания текущего факти р.1 дискретности) определять реальные значеческого значения параметра с,,ния коэффициента эффективности управлеПри значении уровня сигнала дх(к), ния объекта и внешнего возмущения, а зане превышающем минимальное допустимое ем настроить коэффициенты закона управ-,значение ) Дх(к)мин( Ри. этом длител ления заранее известной структуры с целью5515 не может нормально функционировать), обеспечения заданной цели управления.реле контроля уровня 24 не срабатывает ф о р м у л а и з о б р е т е н и яи своими замыкающими контактами 25 и Самонастраивающаяся система,сопержа 26 отключает от входов делителя 15 сиг- щая усилители, умножитель, делитель, бло 983649ки сравнения, блоки памяти, последовательно соединенные первый блок памяти, второй блок памяти и первый блок сравненияи последовательно соединенные первый сумматор, третий блок памяти, объект управления, второй блок сравнения, первый ключи четвертый блок памяти, выход которогосоединен через первый и второй усилителис первыми входами соответственно второгои третьего сумматора, а вход через третий и четвертый усилители - с вторымивходами соответственно второго и третьего сумматоров, выход первого сумматорачерез первый блок памяти соединен с входами первого блока сравнения и первогосумматора, о т л и ч а ю ш а я с я тем,что, с целью повышения точности и надежности системы, она содержит последовательно соединенные второй ключ, пятый блокпамяти и пятый усилитель, последовательно 20соединенные шестой блок памяти, третийблок сравнения, третий ключ и реле с замыкающими и размыкаюшими контактами,последовательно соединенные первый замыкаюший контакт реле, делитель и умножи-Бтель, последовательно соединенные первый размыкающий контакт реле, седьмой блокпамяти и второй размыкаюший контакт реле, соединенный через последовательно соединенные второй замыкающий контакт и.седьмой блок памяти с выходом седьмого блока памяти и непосредственно с первым входом умножителя, выход третьегосумматора соединен с входом шестого блока памяти и с вторым входом третьегоблока сравнения и через последовательносоединенные шестой усилитель, второй сумматор и умножитель - с вторым входомпервого сумматора, выход пятого блокапамяти через седьмой усилитель соединенс четвертым входом второго сумматора,выход пятого усилителя - с третьим входом третьего сумматора, выход третьего.;блока сравнения через третий замыкающийконтакт реле - с вторым входом делителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРМ. 544942, кл, 5 05 В 13/02, 1977прототип) .ВНИИПИ Заказ 9921/56 Тираж 914 Подписное филиал ППП фПатент, г. Ужгород,ул. Проектная,4