Идентификатор возмущающих и управляющих воздействий

 

Союз Советских

Соцкаписткческих

Респубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ

tiii744473 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зая влено 10.03.77 (21) 2461033/18 — 24 (5I )M. Кл.

G 05 В 23/02 с присоединением заявки №

Гооударстоенный комитет (23) Приоритет (53) УДК 62-50 (088 8 ) аа делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.80. бюллетень ¹ 24

Дата опубликовании описания 30.06.80 (72) Автор изобретения

Б. В. Кромский (71) Заявитель (54) ИДЕНТИФИКАТОР ВОЗМУЩАЮЩИХ И УПРАВЛЯЮЩИХ

ВОЗДЕйСТВИй

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано при экспериментальных исследованиях систем автоматического управления и регулирования, а именно, для экспериментального определения возмущающих и управляющих воздействий, прикладываемых к объектам управления и регулирования, а также может быть спользовано при организации адаптивного управления, при испытаниях систем управления и при контроле их технического состояния.

Известно устройство для экспериментального определения возмущающих воздействий, прикладываемых к объекту управления, содержащее преобразующие элементы и блок срав.нения (1).

Недостаток этого устройства заключается в том, что его применение ограничено воэмож. ностями практической реализации в системах с инерционными свойствами и затратами времени на идентификацию воздействий.

Наиболее близким к предлагаемому является идентификатор 2, содержащий блоки формирования разности сигналов, в каждом

2 иэ которых первые входы первого и второго ключей объединены, выход второго ключа соединен с первым входом блока памяти, к первому входу блока сравнения подключен выход блока памяти, первый делитель напряжения, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока сравнения первого блока формирования разности сигналов и входом второго делителя, блок задержки, вход которого соединен со вторым входом первого ключа первого блока формирования разности сигналов, и квадратор 12).

Йедостаток известного идентификатора заключается в том, что при его использовании для определения прикладываемых воздействий затрачивается время от момента срабатывания исполнительного органа системы до момента времени, соответствующего нулевому значению скорости движения объекта управления. При малых управляющих воздействиях этот промежуток времени может быть большим, что исключает возможность оперативного решения задачи.

Цель изобретения — повышение быстродействия идентификатора.

Указанная цель достигается тем, что идентификатор содержит генератор импульсов, индикатор состояния исполнительного органа и блок распределения импульсов, вход которого подключен к выходу генератора имйульсов, первый выход соединен со вторыми входами вторых ключей первого и второго блоков формирования разности сигналов, а второй выход — со входом блока задержки и со вторыми входами первого ключа и блока памяти первого и второго блоков формирования разности сигналов, выход блока задержки через индикатор состояния исполнительного органа соединен со вторым входом второго ключа и вторыми входами первого ключа и блока памяти третьего блока формирования разности сигналов, общие входы первого и второго ключей которого соединены с выходом второго делителя напряжения, второй вход первого делителя напряжения соединен с выходом блока сравнения второго блока формирования разности сигналов, общие входы двух ключей которого соединены с квадратором, а в каждом блоке формирования разности сигналов вторые входы блока сравнения и блока памяти соединены соответственно с выходом и вто рым входом первого ключа.

На фиг. 1 показана фазовая траектория, на фиг. 2 — структурная схема идентификатора.

В основу разработки идентификатора положены связи между искомыми значениями

„возмущающего (и управляющего р воздействий, прикладываемых к объекту управления, динамика которого описывается уравнением х =У 1и(х,х) и значениями фазовых координат движения объекта: скорости х и положения х. Эта связь отражается в уравнениях фазовых траекторий, имеющих вид

744473 4 ленив и к объекту приложено только возмущающее воздействие f, АБ — участок траектории, на котором включен исполнительный орган и к объекту приложены возмущающее и управляющее воздействия.

В идентификаторе осуществляется выделение значении х„, х„и, х, х фазовых координат в точках а и б на участке ОА (фиг. 1).

С выделенными значениями в идентификаторе осуществляются операции в соответствии с формулой

40 результат выполнения которых подается на первый выход идентификатора и запоминается в блоке памяти третьего блока формирования разности сигналов. Затем в идентификаторе осуществляется выделение значений х, х

° 2

3 Ь и х, х фазовых координат в точках в и r на участке АБ (фиг. 1). С выделенными значениями осуществляются операции в соответствии с формулой

x,.- x, 2 2 = 2(х x > -Ð у (ч) результат выполнения которых подается на второй выход идентификатора.

Идентификатор содержит (фиг. 2) генератор

1 импульсов, блок распределения импульсов, например коммутатор 2, квадратор 3, первый, второй и третий блоки 4, 5 и 6 формирования разности сигналов, блок 7 задержки, первый делитель 8 напряжения, второй дели-, тель 9 напряжения, индикатор 10 состояния. исполнительного органа, первый ключ 11, второй ключ 12, блок 13 памяти, блок 14 сравнения. Ключи 11 и 12 и блоки 13 и 14 входят в состав каждого из блоков формирования разности сигналов.

55

Где х1 х 1 и х 2 x2 — значения положения и скорости движенйя объекта управления в двух точках фазовой траектории при выключенном исполнительном органе, х, х и х,, х4 — значения положения и скорости движения, соответствующие двум точкам фазовой траектории при включенном исполнительном органе.

Участки фазовых траекторий показаны на фиг. 1 где ОА — участок траектории, на котором выключен исполнительный орган объекта управГенератор 1 импульсов предназначен для формирования управляющих импульсов, которые распределяются коммутатором 2 по устройствам идентификатора в моменты времени, соответствующие точкам а, б, в и r (фиг. 1). При этом в точках а и в импульсы подаются с первого выхода коммутатора 2 на вторые входы блоков 4 и 5 формирования разности сигналов; в точках б и r импульсы подаются со второго выхода коммутатора 2 на блок 7 задержки и на третьи входы блоков формирования разности сигналов 4 и 5. Блок формирования разности сигналов 4 предназначен для формирования сигналов, соответствующих

5 744473 6 разности значений х,— х2 u x --х4 . В блоке 5 входа блока 6 формирования разности сигналов формируются сигналы, соответствующие раз- записывается в его блок 13 памяти, ° 2 2 ° 2 2 ности значении х,— х и х — х . Блок 7 При движении объекта управления с вклюзадержки задерживает входйой импульс на вре- ченным исполнительным органом на участке АБ мя, необходимое для выполнения операций де- в точках в и r (фиг. 1) идентификатор функления в делителях 8 и 9 напряжения. В инди- ционирует аналогичным образом. При этом каторе 10 состояния исполнительного органа на его первом выходе формируется сигнал, осуществляется распределение импульсов с соответствующий сумме возмущающего и упблока 7 на второй и третий входы третьего равляющего воздействий. Управляющий импульс блока 6 формирования разности сигналов в за- 1О с блока 7 задержки через индикатор 10 состоявисимости от состояния исполнительного органа: ния исполнительного органа поступает на треесли он выключен, то импульс подается на тий вход блока 6 формирования разности сигвторой вход, если включен, то на третий вход налов, открывается его первый ключ 11, на блока 6. Делители напряжения 8 и 9 служат второй вход блока 14 сравнения поступает сигдля выполнения операций, предусмотренных 1ч нал с первого входа блока 6 формирования формулами (3) и (4). На выходе делителя 9 разности сигналов, а на первый вход — сигнал напряжения с коэффициентом деления, равным с блока 13 памяти, в результате чего на выходе двум, на участке ОА получают сигнал, соответ- блока 14 сравнения и на втором выходе ндентиствующий искомому значению возмущающего фикатора формируется сигнал, соответствующий воздействия f . Искомое значение управляю- щ искомому значению управляющего воздейстщего воздействия р получают на участке АБ вия 1. с выхода блока 14 сравнения блока 6 форми- Идентификатор обеспечивает определение возрования разности сигналов. мущающего и управляющего воздействий нелиИдентификатор работает следующим бр м .нейных системах за интервал времени между

В процессе движения объекта управления 25 точками а — г участков ОА и АБ, не дожидаясь с выключенным исполнительным органом íà момента времени, при котором значение скоучастке ОА в точке а (фиг. 1) с коммутато- рости движения объекта станет нулевым, При ра 2 подается управляющий сигнал на вторые необходимости идентификатор может работать входы блоков 4 и 5, соединенные са вторыми в нескольких последовательных парах точек входами их вторых ключей 12, которые откры- 30 на каждом из Участков ОА и АБ, что поэволЯваются и через них значения положения х ет использовать его в системах оперативного

1 (для блока 4) и квадрата скорости х (для анализа технического состоЯниЯ нелинейиых

1 блока 5) поступают на соответствующие бло- систем и прикладываемыг к ним возмущаюки 13 памяти. В точке б (фиг. 1) подается щих и УпРавлЯющих воздействий. управляющий сигнал со второго выхода комму- З5 татора 2 на третьи входы бло :ов 4 и 5 формйФормула изобретения рования разности сигналов и на вход блока

Ъ задержки 7. При этом открываются первые Идентификатор возмущающих и управляюключи 11 блоков 4 и 5 формирования разности ! щих воздействий, содержащий блоки формиросигналов и значения x„v. х поступают через вания разности сигналов, в каждом иэ которых

2. 2 них на вторые входы блока 14 сравнения бло- первые входы первого и второго ключей ков формирования разности сигналов 4 и 5.. объединены, выход второго ключа соединен с

На первые входы блоков 14 сравнения поступа- первым входом блока памяти, к первому вхоют сигналы; ранее записанные в блоки памя- 45 ду блока сравнения подключен выход блока ти 13 и соответствующие значениям х,,и х2.

1 памяти, первый делитель напряжения, первый

На выходе блока,4 формирования разности вход и выход которого соединены соответсигналов формируется сигнал, соответствующий ственно с выходом блока сравнения первого разности х — х, на выходе блока 5 формиро- блока формирования разности сигналов и вхо 2 вания разности сигналов — x„— х . В резуль- go дом второго делителя, блок задержки, вход тате деления сигналов в делителях 8 и 9 на- которого соединен со вторым входом первого пряжения на первом выходе идентификатора ключа первого блока формирования разности получают сигнал, соответствующий искомому сигналов, и квадратор, о т л и ч а ю щ и йзначению возмущающего воздействия f . Уп- с я тем, что, с целью повышения быстроравляющий импульс с выхода блока 7 задерж- 5 действия идентификатора, он содержит генераки подается на второй вход блока 6 формиро- тор импульсов, индикатор состояния исполнивания разности сигналов, в результате чего тельного органа и блок распределения импульоткрывается второй ключ 12 блока 6 формиро- сов, вход которого подключен к выходу геневания разности сигналов и сигнал с первого ратора импульсов, первый выход соединен со

7 вторыми входами вторых ключей первого и второго блоков формирования разности сигналов, а второй выход — со входом блока задержки и со вторыми входами первого ключа и блока памяти первого и второго блоков формирования разности сигналов, выход блока задержки через индикатор состояния исполнительного органа соединен со вторым входом второго ключа и вторыми входами первого ключа и блока памяти третьего блока формирования разности сигналов, общие входы первого и второго ключей которого соединены с выходом второго делителя напряжения, второй вход первого делителя напряжения сое744473 8 дииен с выходом блока сравнения второго блока формирования разности сигналов, общие

/ входы двух ключей которого соединены с квад. ратором, а в каждом блоке формирования . разности сигналов вторые входы блока срав. нения и блока памяти соединены соответственно с выходом и вторым входом первого ключа

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Уланов Г. М. Статистические и информа/ ционные вопросы управления по возмущению, М., "Энергия", 1970, с. 161 — 162.

2. Австорское свидетельство СССР по заявке

Р 2336266/24, кл. G 05 В 23/02, 08.10.76.

НИИПИ Заказ 3788/10 Тираж 956 Подписное

ФФЙФВМаьбеееэ - а-múü= "àà= .:..:= ="1-;в;мж: ь-::.су„.вж жа,вр.-., - р, Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4