Устройство для формирования сигнала управления

Союз СоветскивСоциапистическикРеспублик Ой ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) Ч. Кл. б 05 В 13/02 с присоединением заявки РЙ Государственный комитет(2;) ) И рипри гет оо делам изобретений н открытий(71) Заявитель Краснодарский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к автоматическому управлечию и может быть применено для управления объектами, параметры которых изменяются в широкихпределахи в тех случаях, когда необхо 5димо высокое быстродействие.Известны устройства автоматическогоуправления с переменной структурой,содержашие кроме контура с переменнойструктурой, также контур самонастройкн,И, 21,Наиболее близким по техническойсушности является устройство для формирования сигнала управления, содержа-.шее интегратор, из мер итель рассогласования, выход которого непосредственно и через последовательно соединенныедифференциатор и усилитель соединен ссоответствующими входами сумматора,выход которого соединен со входом логического блока, выход которого подключен к управляюшему входу ключа,вход которого соединен с выходом релейного блока (3. Недостаток этого устройства - его низкое быстродействие.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Поставленная пель достигается: тем, что в устройстве установлены последовательно соединенные блок выделения модуля и блок с переменным коэффициентом передачи, второй вход которого соединен с выходом ключа, а выход через интегратор - со входом релейного элемента, вход блока выделения модуля соединен с выходом измерителя рассогласования,На фиг. 1 представлена блок:хема устройства: на фиг. 2 - схема моделирования устройства по аналоговой вычислительной машине; на фиг. 3-5 фазовые портреты устройства при различных параметрах объекта.Устройство содержит дифференциатор 1, формирователь 2 сигнала переключения, усилитель 3, сумматор 4, блоки 5-6 выделения модуля, ключ 7, блок 8 с переменным коэффициентом передачи,юн 1 оя точка слово пе пересечет лшшюпереключения. Особенностью работы предлаГоемОГО устрОйство является то, чтологический блок 1 1 работает по алгоритму(3(5(О ври, --- Од(5( ОМ Причем формирователь 2 сигнала переключения осуществляет диффер.нцирование сигнала блока 5 выделения модуля, определяет знак полученной производной и формирует сигнал переключенияО , который Осуществляет управлениеключом 7.Токой алгоритм работы устройствапри любых значениях параметров обьекта регулирования обеспечивает выполнение условия существования скользящего режима (5) (или что то же самое ьо - й - к О), а оьрннаканьньй кореньхарактеристического уравнения устройства 1+К р =- 0 обеспечивает устойчивоедвижение изображающей точки к начолукоординат,Поскольку переключения происходятне сразу при пересечении изображающейточкой линии переключения, а по истечении времени, определяемоГО постоянной времени интегратора и коэффициентом передачи Р = 1( 1) блоке 8 с пе -ременным коэффициентом передачи, топредлагаемое устройство четко фиксирует изменение знака -- , что исключаетс 351неопределенность в состоянии ключаи обеспечивает надежную работу формирователя 2 сигнала переключения, Ука-.занные обстоятельства к тому же ис -ключают возможное движение изображаю -щей точки по линии переключения, чтов совокупности с максимальным значе 1 ц 5 ем сигнала )1 обеспечивает повыше -ние быстродействия устройства по меньшей мере в два разо по сравнению с известнымии.Изменение коэффициента передачи блока 8 с переменным коэффициентом передачи в зависимости от модуля сигналарассогласования при приближении изображающей точки к началу координат вызывает увеличение чостоты переключениявыходного сигнала устройства, что обеспечивает сохранение требуемой точнос - ти устройства.Работоспособность предлогоемоо устройства проверялась путем его мсде;ш -вапия с объектом регулцрово 1 в 155 трр тьего 25 3 73461интегратор 9 релейный элемент 10, логический блок 11, измеритель 12 рас -согласования, свободное движение обьек -та 13, движение объекта 14 с предлагаемым устройством, Е - сигнал рассогласования, с,1 - производная от сигнала рассогласования, ( Я( - модуль сигналарассогласования, 5 - функция переключения, (5(- модуль функции переключения, О, - выходной сигнал релейного 10блока, Т - выходной сигнал ключа,=Е- функция изменения коэффициента передачи блока 8, ,= 0 - линияпереключения, т, =О начальное состояние. объекта. 15Устройство работает следующим образом.В момент включения устройства вконтур регулирования управляющий сигнал 0 может принимать одно из двух 20значений +015 ли - Оп. Если пРи пос -туплении любого из йих на вход объекта регулирования значение функции(5(=МК ( где К,( - коэффициент усиления усилителя 3, уменьшается, чтосоответствурт движению изображающейточки ( 1, с ) к линии переключения5 = О то производная -- меньше61ФМнуля, ключ 7 разомкнут и значение выходного устройства сохраняется. В момент 1 30когда ф-ф- больше нуля, что происходитЙпри пересечении изображающей точкойлинии переключения при удалении изображающей точки от линии переключе;ц 451,ключ 7 замыкается и на интегратор 9 35через блок 8 с переменным коэффициентом передачи и ступает сигнал с выходаустройства. В качестве блока 8 с переменным коэффициентом передачи можетприменяться управляемый резистор. Выходной сигнал интегратора 9 перебрасывает релейный блок 10 в новое состояние, знак выходного сигнала меняетсяна противоположный и изображаюная точка снова двигается к линии переключения, 45Если в момент включения устройствав контур регулирования управляющий сигнал уводит изображающую точкус,(от линии переключения 5=0, т,е. 70,с 3 1 в)то ключ 7 замыкается и через некоторый 50промежуток времени, определяемый значением постоянной времени интегратора,знак выходного сигнала устройства изменяется на противоположный и изображоюшая точка возвращается к линии переключения. ЕслиО, тО ключ 7СЦ 51разомкнется и выходной сигнал будет1зафиксирован до тех пор, пока изображо 5 7 порядка на аналоговой вычислительной машине (фиг. 2). Полученные фазовые портреты процессов регулирования при неизменных настройках устройства и при различных параметрах объекта регулирования (фиг. 3-5) подтверждают хорошее качество и быстродействие процессов регулирования.формула изобретенияУстройство для формирования сигнала управления, содержащее интегратор, измеритель рассогласования, выход которого непосредственно и через последовательно соединенные дифференциатор и усилитель соединен с соответствующими входами сумматора, выход которого через логический блок подключен к управляющему входу ключа, вход которого соединен с выходом релейного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 34612 6целью повышения быстродействия уса ройства, в нем установлены последовательно соединенные блок выделения модуля и блок с переменным коэффициентом5 передачи второй вход которого соединенс выходом ключа, а выход через интегратор - со входом релейного элемента, вход блока выделения модуля соединен с выходом измерителя рассогласования.10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мо 2163856/ 18 - 2415 кл. 6 05 В 13/02, 13.08.75.2. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматическогоуправления, под ред. Ю. И. Топчеева,М., Машиностроение", 1971, с. 27-33.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке % 203 1418/1 8-2 4кл. 8 05 В 13-02, 06.06.74 (прототип).Составитель Ю. ГладковРедактор С, 11 атрушева Техред О, Лнлрейко Корректор Ю, МакаренкоЗаказ 2219/9 Тираж 956 ПодписноеШ 1 И 11 ПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., л, 4/5Филиал ППП Патент"г. Ужгород, ул. Проектная, 4