Способ коррекции нелинейной системы автоматического регулирования

 

О П И С А Н И Е <1ц 45I047

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслуолик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.12.72 (21) 1864812, 18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.11.74. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 26.05.75 (51) М. Кл. G 05b 5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3(088.8) (72) Авторы изобретения Ц. И. Вайсберг, В. А. Песков, Н. И. Якубовская и Н. П. Бойко (71) Заявитель

Вдтg фбЩ йу;,.(;.-, (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ НЕЛИНЕИНОЙ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматике и предназначено для применения в системах автоматического регулирования (САР) .

Известен способ коррекции нелинейной системы автоматического регулирования, основанный на выделении сигнала разности между сигналом ошибки системы и сглаженным сигналом этой ошибки с последующим формированием корректирующего импульса и суммированием его с сигналом ошибки.

Однако этим способом коррекции невозможно устранить колебательные процессы нелинейной системы в установившемся режиме в интервалах между моментами выявления неравнозначности входного и выходного сигналов.

Как известно, колебательные процессы в установившемся режиме являются одним из основных источников динамической ошибки

CAP. Это ограничивает область применения

CAP.

Цель изобретения — увеличение точности и уменьшение колебательности системы автоматического регулирования.

Эта цель достигается тем, что начало корректирующего импульса формируют в момент возникновения сигнала разности, измеряют скорость изменения сигнала разности, сравнивают величину полученной скорости с опорным напряжением, знак которого и знак кор2 ректирующего импульса устанавливают равным знаку скорости изменения: сигнала раз:ности, и в момент равенства скорости измене.ния сигнала разности величине опорного напряжения заканчивают формирование корректирующего импульса.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ коррекции нелинейной САР; на фиг. 2 — времен10 ные диаграммы работы устройства, где приняты следующие обозначения: 2а — кривая задающего воздействия а(/); 26 — кривая ошибки линейной системы (глаженная кривая ошибки нелинейной системы) е,(t); 2в — кри15 вая ошибки нелинейной системы e„,.;(t); 2г— корректирующие импульсы; 2д — кривая ошибки нелинейной системы, скорректированной предлагаемым cIIoc060M Cue;c crop (т)

Устройство содержит задающий блок 1, 20 сглаживающий фильтр 2, корректируемую систему 3, нуль-орган 4, дифференцирующее звено 5, формирователь корректирующих импульсов 6 и объект управления 7.

Пусть, например, объект управления 7 дол25 жен с высокой точностью отслеживать движение задающего блока 1 по закону m(t). Система замкнута по углу и при слежении имеет динамическую ошибку (кривая a„,,(t), 2в).

Величина и форма динамической ошибки заЗО висит от вида управляющего воздействия и

451047 параметров системы. Если система линейная, т. е. отсутствуют люфт, зона нечувствительности и др., то динамическая ошибка имеет гладкий характер при гладком управляющем воздействии (кривая е (t) 2б). Однако электромеханических линейных систем практически не существует.

В нелинейных системах на динамическую ошибку накладываются автоколебания, вызванные нелинейностью системы (кривая

e«<(t), 2в). Экспериментальные и теоретические исследования показали, что эти колебания накладываются на всю кривую изменения динамической ошибки и имеют максимальные значения в,моменты максимальных ускорений объекта управления.

Эти автоколебания существенно увеличивают динамическую ошибку системы.

Для компенсации автоколебаний сглаживающий фильтр 2, в качестве которого могут служить сглаживающие фильтрующие устройства или линейная модель системы, формирует сглаженный сигнал ошибки (кривая

e (t), 2б). Далее кривые (в„,л((), 2в и e (t), 2б) сраани ваются. В момент отклонения кривой е«л() от e>(t), вызванного колебательным процессом, который фиксируется нуль-органом 4, формируется корректирующий импульс в формирователе импульсов 6, Этот импульс, поступая в систему, противодействует отклонению объекта управления 7, вызванному колебательным процессом. Длительность импульса определяется по результату сравнения текущего значения скорости этого отклонения с опорным сигналом. Чем больше скорость отклонения, тем дольше необходимо действовать на объект управления для компенсации отклонения. Для исключения перерегулирования в результате действия корректирующего импульса, последний отключается не при нулевом значении скорости отклонения, а с упреждением. Величина этого упреждения задается опорным сигналом, а величина опорного сигнала за висит от параметров корректируемой системы. Текущее значение скорости отклонения формируется дифференцирующим звеном 5.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет компенсировать колебания нелинейной системы во всем диапазоне изменения динамической ошибки и существенно повышает точность нелинейных систем по сравнению с известным, что расширяет область его применения.

Предмет изобретения

Способ коррекции нелинейной системы ав20 томатического регулирования, основанный на выделении сигнала разности между сигналом ошибки системы и сглаженным сигналом этой ошибки с последующим формированием корректирующего импульса и суммированием его

25 с сигналом ошибки, о т л и ч а ю щ и:й с я тем, что, с целью увеличения точности и уменьшения колебательности системы автоматического регулирования, начало корректирующего импульса формируют в момент возникновения

30 сигнала разности, измеряют скорость изменения сигнала разности, сравнивают величину полученной скорости с опорным напряжением, знак которого и знак корректирующего импульса устанавливают равным знаку скорости

M изменения сигнала разности, и в момент равенства скорости изменения сигнала разности величине опорного напряжения заканчи1вают формирование корректирующего импульса.