RU1829023C - След ща система - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическим регул торам, в которых выходной сиг- нал  вл етс  прерывной функцией отклонени  от заданной величины и может быть использовано в системах промышленного назначени . Целью  вл етс  повышение быстродействи  и динамической точности . След ща  система содержит два блока сравнени  1, 14, корректирующее устройство 2, два ключа 3,11, предварительный уси- литель 4, усилитель мощности 5, исполнительный двигатель 6, объект регулировани  7, п ть устройств выборки-хранени  8,12,16,20,18, два управл емых усилител  9,17, два сумматора 10, 15, три масштабирующих усилител  13, 19, два формировател  импульсов 24, 25, устройство синхронизации 22, пороговый элемент 23, 1-2-3-4-5, -6-7-1, 1-8-9-10-11-4, 11-20, 1-22- 24-17-10, 24-8, 24-16, 24-28, 1-28-25-3, 25-11, 24-20-21-15-16-17, 24-12-18-14-15, 24-18, 7- 12, 13-18-19-14. 2 ил.

Description

п - число шагов, равное пор дку дифференциальных уравнений, описывающих динамику САУ, а также обеспечить высокую динамическую точность за счет включени  корректирующего устройства при малых значени х ошибки.

На фиг. 1 представлена структурна  схема след щей системы; на фиг. 2 - эпюры напр жений след щей системы 4-го пор д

ка и вид ее переходного процесса.

След ща  система (фиг. 1) содержит последовательно соединенные блок сравнени  1, корректирующее устройство 2, ключ 3, предварительный усилитель 4, усилитель мощности 5, исполнительный двигатель 6, объект управлени  7, выход которого подключен к первому входу блока сравнени  1. Выход этого блока подключен через последовательно соединенное устройство выбор- ки-хранени  (УВХ)&управл емый усилитель 9, сумматор 10, ключ 11 ко входу предварительного усилител  4. Выход объекта регулировани  7 через последовательно соединенные УВХ 12, масштабирующий усилитель 13, блок сравнени  14, сумматор 15, УВХ 16, управл емый усилитель 17 подключен ко второму входу сумматора 10. Выход УВХ 12 через последовательно соединенные УВХ 18 и масштабирующий усилитель 19 подключен к первому входу блока сравнени  14. Выход ключа 3 (вход предварительного усилител  4) через последовательно соединенные УВХ 20 и масштабирующий усилитель 21 подключен к второму входу сумматора 15. К выходу блока сравнени  подключены устройство синхронизации 22 и пороговое устройство 23. Выход устройства синхронизации 22 подключен к входу формировател  импульW (p)

Ti р + 1 ) ( Т2 р + 1

T2T2p/+ Ti(l +R2/R.1 )р + 1

5

0

5 0 5 0 5

След ща  система работает следующим образом.

При отсутствии на входе системы задающих воздействий ошибки ОД (фиг. 2,6) на выходе блока 1 тождественно равна нулю и по абсолютному значению не превышает зону нечувствительности порогового элемента . Пороговый элемент и последовательно с ним включенный формирователь импульсов вырабатывает такие импульсы, что первый ключ замкнут, а второй разомкнут. Таким образом, след ща  система замкнута через последовательно включенные блок сравнени , корректирующее устройство, первый ключ, предварительный усилитель, усилитель мощности, исполнительный двигатель. объект управлени  и первый вход блока сравнени . Прохождение сигнала- не изменитс , если ошибка системы не превысит зону нечувствительности порогового элемента . Известно, что включение корректирующего устройства с требуемыми характеристиками позвол ет уменьшить динамическую ошибку след щей системы.

При подаче на вход САУ такого задающего воздействи  (фиг, 2,а) чтобы сигнал ошибки системы в (t) 9фиг. 2,6} с выхода блока сравнени  превысил зону нечувствительности порогового элемента, последний вырабатывает импульсы дл  формировани  импульсов 25 (фиг. 2,г,д), который в свою очередь переключает ключи. Первый ключ размыкаетс , второй замыкаетс . Одновременно сигнал ошибки поступает на вход устройства синхронизации. На выходе

последнего формируетс  импульс синхронизации СИ (фиг. 2,е), который подаетс  на вход формировател  импульсов 24, с первого выхода которого снимаютс  короткие импульсы с периодом Т дл  управл ющих входов управл емых усилителей 9, 17.

Ошибка системы в (t) запоминаетс  в УВХ 8 на период , где п - пор док дифференциального уравнени , которым описываетс  предварительный усилитель, усилитель мощности, исполнительный двигатель и объект управлени , ah- длительность одного управл ющего импульса, В различный период h, 2h, 2h, 4h с выхода управл емого усилител  9 снимаютс  импульсы различной пол рности и амплитуды (фиг, 2,и), которые определ ютс  величиной и пол рностью сигналов САУ, а также величиной и знаком коэффициентов управл емого усилител  в каждом интервале регилировани . С третьего выхода формировател  импульсов 24 снимаютс  импульсы с периодом hi h, которые подаютс  на управл ющие входы УВХ 12, 18, 20.

УВХ 12, 18, 2, масштабирующие усилители 13, 19,21, блок сравнени  14, сумматор 15 реализуют так называемую схему наблюдени  второй переменной состо ни  Х2 (фиг. 2,з)

X2(vhi) Koxi(vhi)- Kixi(v-1)hi+K2Uynp(v-1)hi

где Ко, Ki, K.2 - весовые коэффициенты;

xi -- выход объекта управлени ;

Uynp - управл ющие напр жени .

Второй переменной состо ни  в данной системе  вл етс  скорость вращени  вала исполнительного двигател . В УВХ 16 запоминаетс  сигнал, пропорциональный скорости вала исполнительного двигател  на период , который подаетс  на вход управл емого усилител  17. С его выхода снимаютс  импульсы различной амплитуды и пол рности (фиг. 2к), которые определ ютс  величиной и пол рностью значени  скорости объекта управлени , а также величиной и знаком коэффициентом передачи управл емого усилител  17 в интервале регулиро- вани  5. В сумматоре 10 происходит сложение сигналов с выходов управл емых усилителей и через второй ключ сформированный сигнал подаетс  на вход предварительного усилител , с выхода которого снимаетс  напр жение Uynp (фиг. 2,л).

После срабатывани  устройства синхронизации и формировател  импульсов 24 схемы последнего и порогового элемента запрещаетс  переключение порогового элемента и формировател  импульсов 25, ключей 3,11 до полной отработки САУ ошибки за врем  под воздействием сигнала, снимаемого с выхода сумматора 10.

Под воздействием данного управлени 

объект регулировани  отрабатывает ошибку САУ за п интервалов без перерегулировани . Вид переходного процесса в след щей системе показан на фиг. 2,м. После этого

схема возвращаетс  в исходное состо ние. Таким образом, в предварительной системе благодар  реализации контура управлени  при относительно большой ошибке с переменным коэффициентом достигаетс 

увеличение быстродействи  и реализации контура управлени  с помощью корректирующего устройства позвол ет уменьшить динамическую ошибку САУ при относительно малой ее величине.

Экспериментальные исследовани  показали , что по сравнению с прототипом быстродействи  системы повышаетс  в З.,.3,5 раза, а динамическа  ошибка уменьшаетс  в 1,1...1,2 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени  След ща  система, содержаща  первый блок, блок сравнени , два ключа, последовательно соединенные предварительный

   усилитель, усилитель мощности, исполнительный двигатель и объект регулировани , выход которого подключен к первому входу блока сравнени , второй вход которого  вл етс  входом системы, пороговое устройство , выход которого через первый формирователь импульсов подключен к управл ющим входам ключей, отличающа с  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и динамической точности, в нее

   введены корректирующее устройство, п ть устройств выборки и хранени , устройство синхронизации, второй формирователь импульсов , два управл емых усилител , три масштабирующих усилител , второй блок

   сравнени  и второй сумматор, причем входы корректирующего устройства, первого устройства выборки и хранени , устройства синхронизации и порогового устройства подключены к выходу первого блока сравнени , выход корректирующего устройства через первый ключ соединен с входом предварительного усилител , выход первого устройства выборки и хранени  через по- следовательно соединенные первый

   управл емый усилитель, первый сумматор и второй ключ соединен с входом предварительного усилител , выход объекта управлени  через последовательно соединенные второе устройство выборки и хранени , первый масштабирующий усилитель, второй

   блок сравнени , второй сумматор, третье устройство выборки и хранени  и второй управл емый усилитель соединен с вторым входом первого сумматора, выход первого ключа последовательно соединенные четвертое устройство выборки и хранени  и третий масштабирующий усилитель подключен к второму входу второго сумматора, выход второго устройства выборки и хранени  через последовательно соединенные п тое устройство выборки и хранени , второй масштабирующий усилитель подключен

   0

   к второму входу второго блока сравнени , при этом выход устройства синхронизации соединен с входом второго формировател  импульсов, первый выход которого подключен к управл ющим входам первого и третьего устройств выборки и хранени , второй выход - к управл ющим входам второго, четвертого и п того устройств выборки и хранени , третий выход - к управл ющим входам первого и второго управл емых усилителей , четвертый выход - к второму входу порогового элемента,

   ЈЦШШ1Ш ШШШ1Ш

   п

   Ffizn

   п

   Лйтце. /  -v- Ј I /Јw