Устройство для моделирования системы управления

 

1.. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее преобразователь угла в напряжение, первь1й масштабирующий блок, выход г которого связан с первым входом блока управления, выход которого соединен с входом преобразователя угла в напряжение, а второй вход блока управления является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования , в него дополнительно введены масштабирующие блоки, блоки сравнения , интегратор и блок запаздывания, причем входы второго и третьего масштабирующих блоков явля(ртся входами устройства, выход второго масштабирующего блока соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого через последовательно включенные интегратор и блок запаздываi ния соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход кото (Л рого подключен к выходу; третьего масштабирующего блока, а выход второго блока сравнения соединен с входом первого масштабирующего блока, а выд ход преобразователя угла в напряже- ci ние соединен с вторым входом первого блока сравнения. N; Г 00 оь 00 сх

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 06 4 7/бб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г

1

1,!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 2911087/18-24 (22) 04. 02. 80 ,(46) 23.09.83. Бюл. Р 35 (7 2) С.В. Емельянов, В.П. Авдеев, С.К.Коровин, Л.П.Мышляев и С.P.Çåëüцер (71) Сибирский металлургический институт .им. Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский институт системных исследований (53) 681.333(088.8) (56) 1 ° Кочубиевский И.Д. и др. Дина.мическое моделирование и испытание технических систем. М., "Энергия", 1978, с.20-24.

2. Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. М., Физматгиз, 1963, с. 30-32, рис. 10б (прототип). (54)(57) 1.. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВйНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее преобразователь угла в напряжение, первый масштабирующий блок, выход

ÄÄSuÄÄ 1043688 А которого связан с первым входом блока управления, выход которого соединен с входом преобразователя угла в напряжение, а второй вход блока управления является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него дополнительно введены масштабирующие блоки, блоки сравнения, интегратор и блок запаздывания, причем входы второго и третьего масштабирующих блоков являются входами устройства, выход-второго масштабирующего блока соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого через последовательно включенные интегратор и блок эапаздыва- с ния соединен с первым входом второ- Е го блока сравнения, второй вход кото- уу рого подключен к выходу третьего . масштабирующего блока, а выход второ- у го блока сравнения соединен с входом первого масштабирующего блока, а выход преобразователя угла в напряжение соединен с вторым входом первого блока сравнения.

1043688

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, блок управления содержит последовательно соединенные регулятор, магнитный пускатель

Изобретение относится к автомати.,ческому управлению и регулированию и может быть использовано для испытания регулирующих и управляющих систем, например автоматических ре- 5 гуляторов.

Известны моделирующие установки, в которых для замещения натурных блоков используются их полные адекват" ные модели 1 1. 10

Однако построение и воспроизведение таких моделей зачастую связано со значительными трудностями и большими затратами, что приводит к ухудшению эффективности моделирования.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является моделирующая установка, включающая модель объекта, реализованную на аналоговой вычислительной машине, первое и второе преобразующее устрой- 20 ство, например, электромеханические преобразователи, и аппаратуру регулирования(2 1.

Недостаток известной моделирующей установки заключается в большой 25 трудности построения и реализации адекватных полных моделей объекта, а применение неадекватных моделей объекта приводит к снижению эффективности моделирования из-за несоот- 30 ветствия получаемых при моделировании результатов реальным (натурным) условиям.

Белью изобретения является повышение точности моделирования за 35 счет упрощения процедур построения и реализации моделей объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования системы управления, содержащее 40 преобразователь угла в напряжение, первый масштабирующий блок, выход которого связан с первым входом блока управления, выход которого соединен со входом преобразователя угла в напряжение, а второй вход блока управления является входом устройства, дополнительно введены масштабирующие блоки, блоки сравнения, интегратор и блок запаздывания, причем входы второго и третьего масшта- 50 бирующих блоков являются входами устройства, выход второго масштабирующего блока соединен с первым входом первого блока сравнения, выход и электродвигатель, выход которого является выходом блока, а первый и второй входы регулятора являются первым и вторым входами блока.

2 которого через последовательно включенные интегратор и блок запаздывайия соединен с rIepabM входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу третьего масштабирующего блока, а выход второго блока сравнения соединен со входом первого масштабирующего блока, а выход преобразователя угла в напряжение соединен со вторым входом второго блока сравнения.

Блок управления содержит последовательно соединенные регулятор, магнитный пускатель и электродвигатель, выход которого является выхо-. дом блока, а первый и второй входы регулятора являются первым и вторым входами блока.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит первый масштабирующий блок 1, второй и третий масштабирующие блоки 2 и 3, первый блок 4 сравнения, второй блок 5 сравнения, преобразователь 6 угла в напряжение, выполненный в виде реостатного датчика, блок 7 управления, интегратор 8 и блок 9 запаздывания, образую. щие модель объекта управления в приращениях, регулятор 10, магнитный пускатель 11 и электродвигатель 12.

Иодель объекта в приращениях в совокупности с .натурными сигналами об управляющих и выходных переменных позволяет воспроизводить .режимы работы объекта с исследуемой аппаратурой регулирования и при этом нет необходимости в полных адекватных моделях объекта и внешних возмущений ра и .9+ — - действительные управляющие и выходные. сигналы натурального объекта; рс,„, отмасштабированные по величийе значения этих же сигналов, моделируемые управления и выходы; и.„, Ч вЂ” прЕобразованные сигналы о моделируемых управлениях и выходах;Д км, Ч вЂ” приращения сигналов управления и выхода, Чо.— сигнал о заданном значении величины объекта управления.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый регулятор 10 вырабатывает управляющее воздействие

1043688

Ф(р) = Е ф

3Р+1

Составитель И.Лебедев

Техред В.Далекорей Корректор О.Тигор

Редактор Н.Егорова

Заказ 7341/54 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 как реакцию на выход Ч„, моделируе .мой системы и задание Ч на этот выход. Управление р. подается через магнитный усилитель 11 на электродвигатель 12, выходной вал которого мЕханически связан с движком реостатного датчика преобразова-. теля. 6. Последний преобразует угол поворота вала электродвигателя 12 в электрический сигнал см, который

/ с поступает на второй вход первого блока 4 сравнения.

Действительный управляющий сигнал р., поступающий оперативно с объекта управления или зарегистрированный и воспроизводимый в требуемом масштабе времени, подается на вход второго масштабирующего блока 2, в котором изменяется величина этого

Ъ сигнала. С выхода второго масштабирующего блока 2 сигнал а поступает на первый вход первого блока 4 сравнения, где из него вычитается сигнал )„,. Полученная разность Ь| -м поступает на модель объекта в приращениях с передаточной функцией где k — коэффициент усиления, 3 -. время инерции, — чистое запаздывание.

Полученный на выходе модели сигнал а У подается на второй вход второго блока 5 сравнения.

Действительный выходной сигнал Ф, поступающий оперативно с объекта управления,или зарегистрированный и воспроизводимый в требуемом масштабе времени, подается на вход третьего масштабирующего блока 3, в котором изменяется его величина. С выхода блока 3 сигнал 9 м поступает на первый вход третьего блока 5 сравнения, где из него вычитается сигнал dV. Полученный в третьем блоке 5 сравнения сигнал

5 4 =

С выхода третьего блОка 5 сравиения выходной моделируемый сигнал поступает на вход первого масштаби10 рующего блока 1, где изменяется величина этого сигнала. С выхода блока 1 отмасштабированный сигнал Ч постум пает на испытываемый регулятор 10 . блока 7 управления.

Таким образом, изменение выходного сигнала 4 в моделируемой систе-. ме неизбежно вызывает измеиение реакции блока 7 управления, что в свою очередь, приводит к изменению выход.ного сигнала . под действием управляющего сигнала р.. Процесс моделирования продолжается до тех пор, пока

;не будет накоплен материал, достаточный для исследования регулятора 10.

Процесс моделирования можно опи сать следующим выражением:

Ф в котором М/(.1 - модель объекта в при ращениях. 1

Исполь,зование моделей объекта в приращениях в сочетании с натурными сигналами об управлениях и выходах объекта позволяет обходиться относительно простыми моделями объекта и повысить точность моделирования за

4О счет упрощения процедур построения и реализации моделей объекта °