Устройство для моделирования оптимальной системы управления
УСТРОЙСТВО |ЩЯ МОдаЯИРОВА-г : ВИЯ ОВТШ1АЛЬНОЙ СИСТЕМЫ yfOfKBJmma по авт .св. 926378, о т л и ч а ющ е ее я тем, что, с целью повышения точности моделирования,в него дополнительно введены дифференциатор , блок задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дополнительный KOfoiapaTOp, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам Слока заДания предельной скорости измеие : ВИЯ регулируембй величины, и диф- : ференциатор, вход которого соединен . с соответствушшм выходом С -сёткй выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ. (О е 00 оо О1 со
СООЗ СОВЕТСНИХ
COUtWI
РЕСПУБЛЙН. (я) G 06 б 7/66
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOWIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ (61) 928378 (21) 3282071/18-24 (22) 04.05.81 (46) 15.06.83. Вюл.922 (72) В.Г.Воройов,, Г.В.Евстратов
В.Е.Проко@ьев и Л.И.Торчун (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53} 681.333 (088.8} (56) 1. авторское свидетельство СССР
i9 928378 кл. 6 06 0 7/66, 1980 (поототип). (54)(57) устРОЙСтВО ддя ИОдцщрОВ-.
;НИЯ ОЙТИИАЛЬЯОИ СИСТЕИИ УПРАВЛЕНИЯ ло авт;св. В 928378, о т л и .ч а ю..SU„„ 3023353 А щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования,в него дополнительно введены диф@еренциатор, блок задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дополнительный компаратор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам блока задания предельной скорости измене ния регулируемой величины, и ди4ферендиатор, вход которого соединен . с соответствующим выходом ЯС -сетки выход донолнительного компаратора подключен к одному из входов зле-мента ИЛИ.
1023353
Изобретение относится к гибридной вычислительной.технике и предназначено для автоматического решения задач оптимального по быстродействию управления. системами с распределенными параметрами при наличии 5 множества ограничений на ее входные и выходные координаты.
Go ocHo HoM T. . 9 928378 известно устройство для моделиро-вания оптимальной системы управления, содержащее блок задания эталонного напряжения, управляемый стабилизатор тока, выход которого соединен с информационным входом КС -сетки и с одним входом блока ограничи- 5 телей, а также содержащее триггер, коммутатор, компаратор, элемент ИЛИ, генератор импульсов, блоки задания величины перерегулирования, блок задержки, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с первым входом блока задержки, с управляющим входом RC -сетки и подключен к первому выходу генератора импульсов, 1 второй выход которого соединен со вторым и третьим входами блока за держки, первый и второй выходы триггера соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, третий и четвертый входы ко- 30 торого подключены соответственно к выходам блока задания эталонного напряжения и блока задания величины перерегулирования, выход коммутато,ра соединен с первым входом компа- 3S ратора, выход которого подключен ко входу управляемого стабилизатора тока, выход которого соединен со вторым входом компаратора, группа выходов ЯС -сетки подключена к другим вхо-40 дам блока ограничителей, выходы ко-, торого через элемент ИЛИ соединены с третьим входом компаратора, первый выход из группы выходов R -сетки соединен с четвертым входом блока 45 задержки, пятый вход которого под.ключен к выходу блока задания величины перерегулирования, шестой вход блока задержки соединен с первым выходом генератора импульсов, кроме того, блок задержки содержит усилитель, первый и второй компараторы, триггер, элемент И, счетчик, генератор линейно изменяющегося напряжения, цифроаналоговый преобразователь причем выход усилителя соединен с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого под-ключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым вхо- 60 .дом счетчика, выход которого через. цифроаналоговый преобразователь под" ключен к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора линейно 65 изменяющегося напряжения, вход генератора линейно изменяющегося напряжения, вторые входы счетчика, триггера, первого компаратора и вход усилителя являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым. и пятым входами блока задержки, выход второго компаратора является вы ходом блока задержки, второй вход элемента И является шестым входом блока задержки (11 .
Недостатком изобретения является низкая точность решения задачи оптимального управления объектом с распределенными параметрами при ограничении на скорость изменения регули- . руемой величины в заданных точках объекта.
Цель изобретения — повышение точ ности моделирования и расширение класса решаемых задач.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования оптимальной системы управления дополнительно введены дифференциатор, блок задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дополнительный компаратор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам блока задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дифференциатора, вход которого соединен с соответствующим выходом RO -сетки, выход дополнительного компаратора подключен к одному иэ входов элемента ИЛИ.
Яа чертеже, риведена функциональная схема предлагаемого устройства. устройство содержитйС-сетку 1 вместе с блоками задания граничных и начальных условий, управляемый стабилизатор тока 2, первый компаратор 3, коммутатор 4, блок 5 задания эталонного напряжения, блок б задания величины входного перерегулирования, триггер 7, блок 8 ограничителей, элемент ИЛИ 9, генератор . импульсов 10, блок задержки 11, блок
12 задания величины выходного перерегулирования, блок 13 задания предельной скорости изменения регулируемой величины, дифференциатор 14, второй компаратор 15.
Кроме того, блок задержки 11 содержит первый компаратор 16, триггер 17, элемент И 18, счетчик им-. пульсов 19, цифроаналоговый преобразователь 20, второй компаратор
21, генератор линейно изменяющегося напряжения 22 и усилитель 23.
Устройство работает следующим образом.
Рассмотрим работу устройства, где в качестве объекта управления возьмем, например, термостат. Причем ставится задача нахождения оптимального по быстродействию управ1023353
Составитель В.Рыбин
Редактор Н.Горват Техред Л. Пекарь Корректор A ° Èëüèí
Заказ 4215/35 Тираж 706 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ления объектом с распределенными .параметрами при дополнительном ограничении на скорость изменения регулируемой величины (температуры) в заданной точке объекта. Такими точкаии в нашем примере, как правило, 5 являются точки камеры термостата под нагревателем, т.е. те точки, куда непосредственно подводится энергия.
Передним фронтом импульсов, посту- 10 павших с генератора импульеов 10, схема автоматически устанавливается в исходное положение. После этого коммутатор 4 под действием управления с триггера 7 подает на вход первого компаратора 3 скачок напряжения заданной амплитуды 0с „а„, которое соответствует максимально допустимому напряжению иа входе объектацекщ н т.е "смаи = екдон ° тальных входах первого компаратора
3 напряжение в начальный момент равно нулю. Такии образом, первый компаратор 3 переводит работу управляемого стабилизатора тока 2 на полную мощность, определяя тем самым качало форсированного выхода объ екта в режим.
На второй и третий входы первого коипаратора 3 поступают сигналы отрицательной обратной связи с выхода 3О и входа RC -сетки. При этом первый компаратор 3 перебрасывается в другое состояние как только напряженке на входе объекта 9Э достигнет своего предельного значения, равного. 35 амплитуде сформированного скачка напряжения, т.е. когда ЧВАН ="е фоэ ".
= Мсье», а также первый коипаратор 3 срабатывает, если сработает хотя бы один иэ ограничителей блока 8. При этом первый компаратор 3 также сработает, если сработает второй компаратор 15. Последний скачком переходит в другое состояние, как только скорость изменения регулируемой величины (температуры). ка входе объекта,(которую получаем с выхода дкфференцкатора 14) превысит допустииув величину. Таким образом, до того момента, йока входные и выходные координаты объекта не достигнут своих предельных значений, объект движется к конечному состоянию с мак" симальной скоростьв при предельном значении управляющего воздействия.
Как только хотя бы одна иэ координат объекта достигнет своего предельного значенйя, то управляющее воздействие на вйходе первого компаратора 3 меняет свой знак на обратный.
Объект начинает двигаться с максимальной скоростью в обратную сторону, и снова при переходе границы области допустимых значений .его координат управляющее воздействие ме-, няет свой знак. Такии образом, организуют движение объекта по границе области допустимых значений его входных и выходных координат до окончания переходного процесса. В процессе решения этой задачи регулятор и маделируеэьий объект управления представляют собой замкнутую систему, удерживающую входные и выходные координаты объекта на доцустимых значениях.
Введение в схему предлагаемого устройства дифференциатора, второго компаратора к блока задания предельной скорости изменения регулируемой величины позволяет повысить точность моделирования и расширить класс решаемых задач оптимального по быстродействию управления объектами с распределенными параметрами, в.которых дополнительно наложено ограничение на скорость изменения управляемой величины в какой-либо точке объекта.
