Способ экстремального регулирования релейных автоколебательных систем

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЗЗО428

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства 4o—

Заявлено 27.1.1970 (№ 1395031/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 24.11.1972. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 18.IV.1972

<1. Кл. G 05b 13 00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД К 621.3.077.6.

078 621 396 42 (088.8) Автор изобретения

Е. Н. Ефремов

Ленинградский институт авиационного приборостроения

Заявитель

СПОСОБ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕЛЕЙНЫХ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования.

Известны способы регулирования релейных автоколебательных систем, основанные на измерении текущих значений амплитуды и частоты автоколебаний системы, сравнении их с номинальными значениями и изменении параметров системы в зависимости от отклонений текущих значений амплитуды и частоты автоколебаний системы от номинальных.

Однако известные способы регулирования не обеспечивают устойчивой работы репейных экстремальных систем при действии монотонных возмущений и для поиска экстремума требуется большое время.

Целью изобретения является повышение качества регулирования и уменьшение времени поиска экстремума систем при действии на них различных возмущающих воздействий, Поставленная цель достигается тем, что в зависимости от отклонений параметров установившихся автоколеба ний от номинальных значений изменяют задающее воздействие системы.

Способ предназначен для управления объектами, имеющими экстремальную дрейфующую зависимость выходной величины от входной, и обеспечивает поддержание в процессе регулирования экстремального значения выходной величины.

На фиг. 1 представлена схема, реализующая способ; на фиг. 2 — фазовый портрет системы при работе на экстремуме характеристики объекта.

Объект регулирования 1 с экстремальной характеристикой 2 включают в цепь обратной связи интегратора 3, входящего в контур ре10 гулирования входной величины х объекта.

Этот контур является основным контуром системы. Объект регулирования может иметь на входе и на выходе инерционные звенья 4 н

5. Задающее воздействие g основного контура регулирования системы подается с оптимизатора б. В основной контур регулирования помимо интегратора 8 входят оптимальное корректирующее устройство 7, состоящее из функционального преобразователя 8 и дифференциатора 9; релейным двух- или трехпозиционный элемент 10, сервомеханизм 11 постоянной скорости. В основном контуре системы имеется временное запаздывание которое может быть обусловлено либо запаздыванием релейного элемента 10, либо сервомеханизма 11. Оптимизатор б вынесен из основного контура регулирования системы и состоит из измерителя 12 амплитуды е

1IE или частоты f автоколебаний основного кон30 тура системы, релеиного трехпозиционного

330428 элемента 18 и интегратора 14, на выходе которого формируется задающее воздействие g основного контура. Перед входом релейного элемента И текущее значение амплитуды или частоты f сравнивают с заданным номинальным значением =„,ý или / э.

Если задающее воздействие g равно величине х„, соответствующей экстремуму характеристики объекта, то в основном контуре системы устанавливаются оптимальные автоколебания с амплитудой я,„, и частотой f, равными номинальным значениям. Разность текущих значений амплитуды я„или частоты 1 и номинальных — я,„„ f, на входе релейного элемента 13 равна нулю, и задающее воздействие 0 поддерживается постоянным.

Параметры автоколебаний =-„„, f, при нахождении системы на экстремуме характеристики определяются только параметрами регулятора системы, так как колебания величины х не проходят через объект, т. е. цепь нелинейной обратной связи, охватывающей интегратор 8, обрывается. Параметры регулятора постоянны и известны, следовательно, известны

Il постоянны параметры автоколебаний я,„,, которыми сравниваются текущие значения я,„и 7. При смещении экстремума относительно величины х рабочая точка системы окажется на левом или правом склонах характеристики объекта. При этом колебания величины х г ачинают проходить на вход интегратора 5 ",: - объект регулирования, т. е. появляется соратная связь, что приводит к изменению параметров автоколебаний.

Если экстремум сместится в сторону больших значений величины х, то система окажется па левом склоне характеристики объекта. При этом обратная связь становится отрицательной, амплитуда автоколебаний уменьшается, а частота увеличивается. Под действием рассогласования, появившегося на входе релейного элемента 18, интегратор 14 начинает увеличивать задающее воздействие до тех пор, пока оно не станет равным величине х соответствующей новому местоположешпо экстремума. Если же экстремум сместится в сторону меньших значений величины х, система окажется на правом склоне экстремальной характеристики. Обратная связь становнтся положительной, амплитуда автоколебаний увеличивается, частота уменьшается.

Рассогласование на входе элемента 18 имеет другой знак по сравнению с предыдущим случаем, и интегратор 14 начинает уменьшать задающее воздействие g.

В основном контуре регулирования системы формирук>т закон управления в виде:

= =-= =- - - 2К,„K,.- -;

+signc .1 1

IE) 15

Такой закон управления обеспечивает оптимальные по быстродействию переходные процессы и автоколебания с минимальным для данного запаздывания 0 периодом при работе системы на экстремуме характеристики объекта.

Приведенный выше оптимальный закон управления отображается на фазовой плоско25 сти:-, - линией управления РОР . Переходные процессы, начинающиеся при различных начальных положениях изображающей точки (М,, N„, О, гЧ,), заканчиваются установлением автоколебаний с предельным циклом

АС А СгА за одно переключение релейного

30 элемента 10 (точки S, S, а, b ) . Лмплитуда автоколебаний равна

1 а частота f, 2 С1

„„=К,„K 0 -

Предмет изобретения

Способ экстремального регулирования релейных автоколебательных систем, основан40 ный на измерении текущих значений амплитуды и частоты автоколебаний системы и сравнении и; с номинальными значениями, от.гичаюгиийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и быстродействия

45 при уменьшении амплитуды и увеличении частоты автоколебаний системы, задающее воздействие увеличивают, а при увеличении амплитуды и уменьшении частоты автоколебанпй задающее воздействие уменьшают.

330428 7»э ° э

»рог. »

ФУ2 Я

Составитель В. Лукашин

Текред 3. Тараненко корректор Е. Усова

Редактор Б. Нанкина

Тип. Харьк. фил. пред. «Пате»»т»

Заказ 101/572 Изд. № 271 Тираж 448 Подписное

ПНИИПИ Комитета по делам изобретений и открь»тиГ» при Совете Министров ССС»Ð

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5