следящая система управления для априорно-неопределенных объектов

Формула изобретения

Автоматическая система регулирования для неустойчивых объектов с априорно-неопределенными параметрами, содержащая измеритель рассогласования, вход которого предназначен для приема управляющего воздействия с программного устройства, выход измерителя рассогласования через усилитель подключен к входу сглаживающего фильтра, выход сглаживающего фильтра соединен с первым входом первого сумматора, второй вход первого сумматора подключен к выходу первого двухпозиционного переключателя, выходы второго двухпозиционного переключателя подсоединены к входам блоков записи-воспроизведения информации, выходы блоков записи-воспроизведения информации связаны с входами первого переключателя, выходы таймерного устройства подключены к управляющим входам двухпозиционных переключателей и блоков записи-воспроизведения информации, выход исполнительного устройства соединен с входом объекта регулирования, выход которого подключен к входу датчика обратной связи, выход датчика обратной связи подключен к входу измерителя рассогласования, отличающаяся тем, что в систему введены второй сумматор, интегратор, первый умножитель, второй умножитель, первый вход первого умножителя подключен к выходу измерителя рассогласования, а второй вход - к выходу датчика обратной связи, выход первого умножителя связан с входом интегратора, выход интегратора соединен со вторым входом второго умножителя, а первый вход второго умножителя подключен к выходу датчика обратной связи, выход второго умножителя связан с вторым входом второго сумматора, первый вход второго сумматора подключен к выходу первого сумматора, выход второго сумматора связан с входом исполнительного устройства и с входом второго двухпозиционного переключателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для линейных динамических объектов периодического действия с априорно-неопределенными параметрами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система автоматического регулирования [1] , содержащая измеритель рассогласования, усилитель, сглаживающий фильтр, сумматор, первый двухпозиционный переключатель, первый и второй идентичные блоки записи-воспроизведения информации, второй двухпозиционный переключатель, исполнительное устройство, объект регулирования, датчик обратной связи, программное устройство, на вход измерителя рассогласования поступает с программного устройства управляющее воздействие, изменение которого во времени в течение цикла строго повторяется от цикла к циклу.

Образующаяся на выходе измерителя рассогласования разность текущего значения выходного параметра объекта регулирования и управляющего воздействия поступает на вход усилителя, а с выхода усилителя через сглаживающий фильтр - на один из выходов сумматора, выходной сигнал сумматора подается на вход исполнительного устройства и одновременно, через двухпозиционный переключатель, на вход одного из блоков записи-воспроизведения информации, находящегося в режиме записи информации, на второй вход сумматора через первый двухпозиционный переключатель поступает выходной сигнал второго блока записи воспроизведения информации, находящегося в режиме воспроизведения информации.

Недостатком этой системы регулирования является то, что она работает только с устойчивыми, положительно определенными минимально-фазовыми объектами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы, т. е. обеспечение возможности регулирования неустойчивыми объектами с априорно неопределенными параметрами в периодических режимах.

Поставленная задача достигается тем, что в систему, содержащую измеритель рассогласования, на вход которого поступает с программного устройства управляющее воздействие, изменение которого во времени в течение цикла строго повторяется от цикла к циклу, образующаяся на выходе измерителя рассогласования разность текущего значения выходного параметра объекта регулирования и управляющего воздействия поступает на вход усилителя, а с выхода усилителя через сглаживающий фильтр - на первый вход первого сумматора, выход которого подключен к выходам исполнительного устройства и второго двухпозиционного переключателя, выходы которого подсоединены к входам блоков записи воспроизведения информации, выходы блоков записи-воспроизведения информации связаны с входами первого двухпозиционного переключателя, вход которого подключен ко второму входу первого сумматора, выходы таймерного устройства подключены к управляющим входам двухпозиционных переключателей и блоков записи-воспроизведения информации, выход исполнительного устройства подсоединен к входу объекта регулирования, выход которого связан с входом датчика обратной связи, выход датчика обратной связи подключен к входу измерителя рассогласования, введены второй сумматор, интегратор, первый умножитель, второй умножитель, при этом первый вход первого умножителя подключен к выходу датчика обратной связи, второй вход - к выходу измерителя рассогласования, а выход - к входу интегратора, выход интегратора подключен к первому входу второго умножителя, второй вход второго умножителя связан с выходом датчика обратной связи, а выход - со вторым входом второго сумматора, первый вход второго сумматора подключен к выходу первого сумматора, выход второго сумматора подключен к входу исполнительно устройства и ко входу второго двухпозиционного переключателя.

Вводя в систему первый умножитель, второй умножитель, интегратор, второй сумматор, мы получаем настройку параметров, которая подается на вход исполнительного устройства. Эта настройка делает объект положительно определенным и устойчивым. Параллельное соединение последовательно включенных первого умножителя, интегратора и второго умножителя дает математическое описание, эквивалентное прототипу, что обеспечивает условие асимптотической устойчивости системы управления и выполнение целевых условий, состоящих в совпадении динамического задающего периодического воздействия и выхода настраиваемого объекта.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система содержит измеритель рассогласования 1, усилитель 2, сглаживающий фильтр 3, первый сумматор 4, первый двухпозиционный переключатель 5, первый 6 и второй 7 идентичные блоки записи-воспроизведения информации, второй двухпозиционный переключатель 8, исполнительное устройство 9, таймерное устройство 10, объект регулирования 11, датчик обратной связи 12, программное устройство 13, второй сумматор 14, первый умножитель 15, интегратор 16, второй умножитель 17.

Система функционирует следующим образом.

На первый вход измерителя рассогласования 1 поступает с программного устройства 13 управляющее воздействие, изменение которого во времени в течение цикла строго повторяется от цикла к циклу. Образующаяся на выходе измерителя рассогласования разность текущего значения выходного параметра объекта регулирования и управляющего воздействия поступает на первый вход первого умножителя 15 и на вход усилителя 2, а с выхода усилителя через сглаживающий фильтр 3 на первый вход первого сумматора 4. На второй вход первого сумматора 4 через двухпозиционный переключатель 5 поступает выходной сигнал одного из блоков 6, 7 записи-воспроизведения информации, находящегося в режиме воспроизведения информации. Выходной сигнал первого сумматора 4 подается на первый вход второго сумматора 14. Выходной сигнал второго сумматора 14 подается на вход исполнительного устройства 9 и на вход второго двухпозиционного переключателя 8, выходы которого подсоединены к одному из входов блоков 6, 7 записи-воспроизведения информации, находящегося в режиме записи информации, выходы блоков записи-воспроизведения информации связаны с входами первого двухпозиционного 5 переключателя. Выходы таймерного устройства 10 подключены к управляющим входам двухпозиционных переключателей 5, 8 и блоков 6, 7 записи-воспроизведения информации. Выход исполнительного устройства 9 подключен к входу объекта регулирования 11, выход которого связан с входом датчика обратной связи 12, сигнал с выхода датчика обратной связи поступает на второй вход первого умножителя 15, на второй вход измерителя рассогласования 1, сигнал с выхода первого умножителя 15 поступает на вход интегратора 16, а с выхода интегратора - на второй вход второго умножителя 17, первый вход которого связан с выходом датчика обратной связи 12. Полученный сигнал поступает с выхода второго умножителя 17 на второй вход второго сумматора 14.

Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементарной базы.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 723510, кл. G 05 B 17/00, 1980 (прототип).