Корректирующее устройство

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и предназначено для улучшения динамических характеристик систем автоматического регулирования. Целью изобретения является повьппение быстродействия корректирующего устройства. Устройство содержит усилитель, блок определения модуля, блок умножения, два пиковых детектора, управляемый делитель напряжения, два сумматора, сигнум-реле , нуль-орган, компаратор,формирователь импульсов и элемент ИЛИ. Сущность изобретения заключается в введении управляемого коэффициента усиления, формирующего процесс коррекции . 3 ил. i W tc 4j 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 05 В 5/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с4) Л

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3905307/24-24 (22) 03.06.85 (46) 23.12.86. Бюл. У 47 (71) Минский радиотехнический институт (72) А.Д. Горбачев, В.М. Коваленко, А.В.. Николаев.и Н.И. Ольшевский (53) 62-50 (088.8) (56) Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых интегральных схем.

М.: Радио и связь, 1981, с. 59-65.

Авторское свидетельство СССР

В 1120276, кл. G 05 В 5/01, 1984.

„„SU,, 1278805 А1 (54) КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области автоматического регулирования и предназначено для улучшения динамических характеристик систем автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение быстродействия корректирующего устройства. Устройство содержит усилитель, блок определения модуля, блок умножения, два пиковых детектора, управляемый делитель напряжения, два сумматора, сигнум-реле, нуль-орган, компаратор,формирователь импульсов и элемент ИЛИ.

Сущность изобретения заключается в введении управляемого коэффициента усиления, формирующего процесс коррекции. 3 ил.

1278805 3 (ГОС и ООС) в системе записываются в виде соответственно

D(3) =-4 + — h

1 К

Т Т (2) (3) К

Р (ТР 1) Изобретение относится к автоматическому регулированию и предназначе но для улучшения динамических характеристик систем автоматического регулирования. 5

Целью изобретения является повышение быстродействия корректирующего устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема корректирующего устройства, на фиг.2 1О и 3 " фазовые траектории, поясняющие его работу.

Устройство (фиг.1) содержит усилитель 1, блок 2 определения модуля, блок 3 умножения, первый пиковый де- 15 тектор 4, управляемый делитель 5 на-. пряжения, первый сумматор 6, сигнумреле 7„ нуль-орган 8, второй сумматор 9, второй пиковый детектор 10, компаратор 11, формирователь 12 им- 20 пульсов и элемент ИЛИ 13. Выход блока умножения является выходом устройства.

Управляемый делитель 5 напряжения в исходном состсянии обладает коэффициентом передачи m (О«< m <1) . При поступлении на первый управляющий вход управляемого делителя 5 напряже— ния каждого импульса с выхода нульоргана 8 происходит увеличение его 30 коэффициента передачи на ьm и он становится равным ш + n, nm, где п, число поступивших импульсов. При поступлении на второй управляющий вход управляемого делителя 5 напряжения каждого импульса из формирователя 12 импуль =îâ происходит уменьшение его коэффициента передачи на

6111> и он становится равным ш + и ° с

x g m — и . ь т, где и — число поступивших ймпульсов. Реализуется управляемый делитель 5 напряжения на базе цифровых или аналоговых управляемых аттенюаторов.

Рассмотрим работу корректирующего устройства на фазовой плоскости (фиг.2 и 3) на примере системы второго порядка с передаточной функцией

Для первого случая характерно наличие двух фазовых траекторий в виде прямых, проходящих через начало координат с угловыми коэффициентами, равными корням характеристического уравнения (2)P,, > 0; (О.

Во втором случае при 4 К Т Ь1 фазовые траектории имеют вид скручивающихся спиралей.

В исходном состоянии в системе включена отрицательная обратная связь. Начальная величина коэффициента передачи управляемого делителя 5 напряжения выбрана критической.

Усилитель 1 усиливает входной сигнал корректирующего устройства, Блок

? определения модуля преобразует . выходной сигнал усилителя 1 к однополярному.В блоке 3 умножения происходит присвоение знака выходному сигналу блока 2 определения модуля.

Начальные условия заданы на фазовой плоскости точкой N. Движение происходит по фазовой траектории Nd (фиг.2). Пиковый детектор 4 запоминает экстремальное значение входного сигнала Х корректирующего устройства Х „. В первом сумматоре 6 осуществляется сравнение текущего значения входного сигнала устройства с его запомненным экстремальным значением, преобразованным управляемым делителем 5 напряжения.

Если коэффициент передачи управляемого делителя напряжения равен критическому, точка d достижения равенства Х = m Х „ принадлежит прямой с угловым коэффициентом -В точз. ке и происходит включение ПОС, и движение происходит по этой прямой.

Система обладает при этом наибольшим быстродействием при отсутствии перерегулирования ° где К = К К, (К, — коэффициент передачи объекта управления).

Так как корректирующее устройство изменяет не только знак обратной связи, уравнения для положительной и отрицательной обратных связей

Если происходит такое изменение параметров системы управления, что 5 первоначальный коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения выше критического, то движение из точки N происходит по спиралевидной

1278805 траектории до точки а,, принадлежащей прямой с угловым коэффициентом

IC l(Is 1 В точке а выполняется равенство X = m X и включается

У

ПОС. Движение происходит до точки

Х по участку гиперболы. Все это время выходной сигнал второго сумматора 9 возрастает по модулю и входные сигналы компаратора 11 равны.

В точке Х выходной сигнал второго сумматора 9 достигает экстремума и начинает убывать по модулю. В этот момент на выходе компаратора 11 появляется перепад напряжений, из которого формирователь 12 формирует импульс сброса первого 4 и второго

10 пиковых детекторов. Этот же импульс уменьшает коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения на дт.

После сброса первый 4 и второй

10 пиковые детекторы запоминают текущие значения входного сигнала устройства и выходного сигнала вто— рого сумматора 9 соответственно.

В системе включается ООС, и движение из точки Х в точку а, при— надлежащую прямой с угловым коэф.фициентом IC I > !С„!„ происходит по участку спиралевидной фазовой траектории. В точке а вновь вклю9. чается ПОС, и процесс повторяется до тех пор, пока входной сигнал корректирующего устройства не станет равным нулю. При этом с каждым переключением происходит очередное уменьшение коэффициента передачи управляемого делителя напряжения на

nm, что обеспечивает его пошаговое приближение к критическому значению для изменившихся параметров системы.

Для сравнения на фиг.2 штриховой линией изображена фазовая траектория переходного процесса без изменения коэффициента передачи управляемого делителя напряжения.

Если изменение параметров корректируемой системы происходит так, что первоначально установленный коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения становится меньше критического, фазовая траектория для критического значения m имеет вид, показаннь и штриховой линией 14 (фиг. 3)

При этом движение проходит по фазовой траектории 15.

Начальные условия заданы точкой

N. В системе включена ООС. Движение происходит по спиралевидной фазовой траектории. Пиковый детектор 4 запоминает экстремальное значение входного сигнала Х . При выполнении в

os точке а,, принадлежащей прямой с угловым коэффициентом IС (>!$,,(, равенства Х = m-Х происходит вклюoi чение ПОС. Далее, до изменения знака Х, движение происходит по участку

10 гиперболы.

В точке Ь нуль-орган 8 вырабаты1 вает импульс, обнуляющий первый 4 и второй 10 пиковые детекторы и одновременно увеличивающий коэффициент передачи управляемого делителя напряжения íà m. В системе включается ООС, и движение происходит по спиралевидной. фаэовой траектории.

Первый пиковый детектор 4 запомина20 ет очередное экстремальное значение входного сигнала Х,. В момент равенства Х = (m + дш) X (точка а ) происходит очередное включение ПОС.

При этом точка а принадлежит пря2

25 мой с угловым коэффициентом (С,,I

В дальнейшем процесс повторяется. Происходит пошаговое приближение значения коьзффициента передачи управляемого делителя 5 напряжения к его критическому значению, для новых значений параметров системы.

При этом быстродействие системы увеличивается. Для сравнения на фиг.3 приведена фазовая траектория

16 движения при неизменном значении m.

Благодаря использованию управляемого делителя напряжения увеличивается быстродействие корректируемой системы при изменяющихся ее параметрах и обеспечивается в этих условиях переходный процесс, с каж— дым шагом приближающийся к процессу без перерегулирования. Отработку очередного воздействия при неизменных значениях параметров системы корректирующее устройство обеспечивает с наибольшим быстродействием и

50 без перерегулирования. формула . из обретения

Еорректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель, блок определения модуля, блок умножения, последовательно соединенные второй сумматор, второй пи5 12 ковый детектор, компаратор, формирователь импульсов, элемент ИЛИ,первый пиковый детектор и последовательно соединенные первый сумматор и сигнум-реле, выход которого подключен к второму входу блока умножения,причем второй вход первого сумматора соединен с выходами усилителя, нульоргана, первыми входами первого пикового детектора и второго сумматора и входом устройства, выход нуль-органа подключен к второму входу элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ вЂ” к второму входу второго пикового детектора, второй вход второго сумматора

78805 соединен с выходом первого пикового детектора, а выход второго сумматора подключен к второму входу компаратора, выход блока умножения является выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен управляемый, целитель напряжения,выход которого подключен к первому

t0 входу первого сумматора, информационный вход — к выходу первого пикового детектора, а. первый и второй управляющие входы — соответственно к выходам нуль-органа и формирова15 теля импульсов.

1278805 Риз 3

Составитель Б. Кирсанов

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ б835!45

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4