Устройство для коррекции дискретны:! систем автоматического регулирования3 п т бфощ
ОП И САН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111 436322
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 27.09.72 (21) 1832460/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 15.07.74. Бюллетень № 26
Дата опубликования описания 06.08.75 (51) М. Кл. б 05Ь 5/01
Государственный комитет
Совета Мииистров СССР до делам изобретвиий и открытий (53) УДК 621.3(088.8) (72) Автор изобретения
А. В. Поцелуев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДИСКРЕТНЪ1
СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛ И РОВАН ИЯ
Из соотношения (3) функция управления
Э (Z) может быть представлена следующим образом:
Ф (Z) = а,Х(Л) + а,Х(Л) Z — — b,Ф (Z) Z- .
При,переходе к области времени имеем:
ФфТ) = а,Х(kT) + аоХ((k — 1) 7)—
Реализация фунпоций (1), (2) при моделировании и разработке дискретных систем может быть выпол нена методом применения элементов запаздывания.
Известно устройство для коррекции дискретных систем автоматического регулирования, содержащее ключ, выход через первый коммутатор .связан со входом первого фиксирую щего блока, первый блок коэффициентов, выходы которого подключены ко входам первого сумматора, второи .коммутатор, выходы которого подключены ко входам второго фиксирующего блока, второй блок коэффициентов, выходы которого подсоединены ко входам второго сумматора, и третий сумматор, входы которого связаны с выходами первого и второго сумматоров.
Реализация известного устройства связана со значительными трудностями и, каK прави30 ло, устройство оказывается нестабильным, (2) 1
Предлатаемое устройство относится .к области дискретных корректи|рующих устройств и может быть использовано при разработке и исследовании дискретных систем автоматического регулирования (САР). Обычно функция управления задается либо в виде Z-операторной передаточной функции D (Z), например
anZ" + "и — lZn +" +ao C (Z)
ЬЛ . + Ь,Z - + ... + Ь, ХД либо после перехода от Z-изображения к области времени в виде:
Ф (kT J = g an — lÕ((k — i) Т J— =о — gb.,ФР— i) T), j=l где Ф(kT) — функция у правления; а„,, bm — коэффициенты;
Т вЂ” период,дискретности; т+ и — количество компонент алгоритма;
k — ша г дискретности;
x((k — i) Т) — значение координаты X(t) в момент времени t=(k — i) Т.
Так, на пример, g (Z) Ф() а + ao (3)
X(Z) Z+ Ьо — bîÔ ((k — 1) T). (4) 436322
С целью повышения стабильности оно содержит первый и второй кольцевые коммутаторы, при этом входы первого кольцевого коммутатора связаны с выходами первого фиксирующего блока, а выходы — со входами первого сумматора, входы второго кольцевого коммутатора подключены к выходам второго фиксирующето блока, а выходы — ко входам второго сумматора, вход второго коммутатора связан с выходом третьего сумматора.
Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью реализовать функцию управления.
Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.
Устройство содержит ключ 1, первый коммутатор 2, первый фикси|рующий блок 3, первый кольцевой коммутатор 4, первый блок коэффициентов 5, первый сумматор б, второй коммутатор 7, второй фиксирующий блок 8, второй кольцевой коммутатор 9, второй .блок коэффициентов 10, второй сумматор 11, третий сумматор 12.
Фиксирующие блоки представляют набор из и+1 фиксирующих звеньев нулевого порядка, блоки коэффициентов — набор делителей (коэффициенты а„;, b - ), назначение остальных блоков общеизвестно.
Работа всего устройства происходит следующим образом;:-- =-";.
Узлы 1 — б формируют у правление, являющееся функцией координат X((k — i) Т). Узлы
7 — 11, реализующие второй член выражения (2), соединены по аналогичной схеме и поз валяют учитывать управления Ф ((Й вЂ” j) T) на предыдущих шагах работы системы.
Непрерывный сигнал X(t) поступает на ключ 1, присоединенный .к коммутатору 2.
Коммутатор 2 соединен с и-(-1 фиксирующими звеньями нулевого, порядка (Зо,...3,), выходы, которых подключены к кольцевому коммутатору 4. Кольцевой:коммутатор,подключен к tl+ll блоком коэффициентов (5p,..., 5 ), соединенным с сумматором б.
С выхода сумматора б сигнал поступает на общий сумматор 12, на который подается также сигнал, формируемый структурой 7 — 11, аналогичной 2 — б, равный второму слагаемому формулы (2). Таким образом, на выходе общего сумматора 12 получается сигнал управления Ф(АТ) на каждом шаге работы системы.
Рассмотрим работу схемы для,приведенного при мера, в котором функция управления задана формулой (4). В этом случае в схеме должно быть четыре фиксирующих звена Зо, Зь 8о, 8 и четыре блока коэффициентов: 5о с коэффициентом ai, 5 с коэффициентом ар, 8о с коэффициентом, равным нулю, 8> с коэффициентом bp.
iH а п е р в о м ш а,г е выходной сигнал Х(Tl поступит на фиксирующее звено 3о, которое соединено с блоком 5о. В фиксирующем звене
31 хранится информация нулевого шага X(0).
Звено 31 соединено с блоком 5г
Тогда на выходе сумматора (б) имеем: а,Х(Т) + a Õ(0).
Одновременно на первом шаге на фиксирующее звено 8о поступит информация Ф(Т), а на 8 хранится, предыдущее значение управления Ф(0). Топда на выходе сумматора 11 имеем:
О e(T)+b,Ф (О).
Таким образом, на выходе общего сумматора 12 имеем:
Ф (T) =- а,Х(Т) + а,Х(0) — Ь,Ф (О).
15 На втор о м,ш а ге. Кольцевые коммутаторы 4 и 9 соединяют Зо с 5ь 3i с 5о и 8о с
10ь 8 с 10о. На вход поступит сигнал Х(2Т), который коммутатором (2) будет подключен к фиксирующему звену 31. Так как в фикс |рую20 щем звене Зо хранится индор мация X(T), поступи вешая на предыдущем шаге, то на выходе сумматора (б) будет а,Х(2Т) + а,Х(Т).
25 На выходе сумматора (11):
О Ф (2T) + О,Ф (T).
На выходе общего сумматора 12 на втором шаге имеем:
Ф (2Т) = a,Õ(2T) + а,Х(Т) — Ь,(D (Т).
Таким образом, на первом и втором шаге на выходе устройства формыруется у п равление в соответствии с формулой (4). На последу35 ющих шагах дискретности, схема работает аналогично.
Принципиально,все элементы схемы могут быть построены на известных элементах, что значительно у прощает задачу реализации
40 предлагаемого устройства. Какой-либо дополнителыной настройки, связанной с построением данной схемы, не требуется. Схема проста, обеспеч ивает стабильную, работу и удобна при эксплуатации. Позволяет легко перестраивать
45 параметры корректирующего, звена при проектировании и исследовании систем управления.
П р е дм е т и з о б р е т:е н,и я
50 Устройсгво для,коррекции дискретных систем а втоматичеакого регулирования, содержащее ключ, выход которого через первый коммутатор связан со входом первого фиксирующего блока, первый блок коэффициентов, 55 выходы которого под|ключены ко входам первого сумматора, второй коммутатор, выходы которого подключены ко входам второго фиксирующего блока, второй бланк коэффициенто в, выходы которого под соединены ко вхо60 дам,второго сумматора, и третий су мматор, входы которого связаны с выходами первого и второго сумматоров, о тл и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения стабильности устройства, оно содержит первый и второй кольце65 вые коммутаторы, при этом входы первого
436322
Составитель 3. Маркова
Редактор Л. Цветкова Техред Г. Васильева Корректоры: М. Коробова и О. Данишева
Заказ 2149/12 Изд, № 1827 Тираж 782 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2 кольцевого коммутатора связаны с выходами первого фиксирующего блока, а выходы — со входами первого сумматора, входы B7îpîãо кольцевого коммутатора подключены к выходаем второго фиксирующего блика, а выходы — ко входам BTolpoIQ сумматора, вход второго коммутатора связан с выходом третьего сумматора.
