Способ компенсации инерционности систем автоматического управления и регулирования

 

И САН ИЕ

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

tu> 746401

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

* г (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.2

G 05 В 11/00 (22) Заявлено 11.0374 (21) 2004300/18-24

1 с присоединением заявки ¹Госухарствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открнти и (23) Приоритет—

Опубликовано 0707.80. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 10. 07. 80 (53) УДК 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

P. A. Рубахин, Г. С. Богданова и Л. П. Окунь (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ИНЕРЦИОННОСТИ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

-. .» . с М а<=.=, 1 * И ." . Вас, йЮЮ !@ Ы

Предлагаемое изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в которых как правило, содержатся звенья, обладающие инерционностью. 5

Известен способ компенсации инер- ционности двигателя, который состоит в том, что путем сравнения знаков напряжения управления двигателя с напряжением, пропорциональным скорости 10 вращения двигателя, выявляют те интервалы времени, на которых знаки сигналов не совпадают, формируют .корректирующий сигнал, сдвигают его на четверть периода собственных колебаний системы и подают на звено, разрывающее на время действия корректирующего сигнала цепь основного управляющего сигнала (1).

20

Недостаток известного способа малая точность компенсации инерционности, Наиболее близким техническим решением является способ компенСации 25 инерционности систем; автоматического управления и регулирования, основанный на формировании сигнала регулирования. сигнала скорости регулируемого сигнала и сигнала ошибки системы (2). 30 алая точность компенсации инерционности — недостаток известного способа.

Цель изобретения — повышение точности компенсации инерционности, которая достигается тем, что определяют знак сигнала разности сигнала ошибки и сигнала скорости регулируемого сигнала и изменяют знак сигнала регулирования при несовпадении его со знаком сигнала разности.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 представлены кривые сигналов.

На вход ключевого устройства 1 подают сигнал ошибки или сигнал рассогласования системи. Выход ключевого устройства можно соединять с любыми звеньями системы, либо, если они отсутствуют, с двигателем 2. Напряжение

Q. пропорциональное скорости двигателя, подают на вход логического устройства 3. Сюда же подают сигнал ошибки ° Выход логического устройства соединен с ключевым устройством.

Компенсация инерционностей происходит следующим образом, На логическое устройство 3, анализирующее знаки и величины посту746401 пающих сигналов, подают напряжение ошибки d и напряжение Q пропорциональное скорости вращения двигателя, например, с тахогенератора или смостовой схемы. В качестве логического устройства могут быть использованы самые различные схемы, например, схемы совпадения. С помощью логического устройства производят сравнение поступающих сигналов по следующему закону:

g=g ири (д -КЯ,)8+O

q=- 8 ЪРТ (д-КЯ)8 О (2) где у — основной сигнал управления системы на выходе ключевого д — элемента ЗТ сигнал ошибки системтТ

Я. — напряжение, пропорциональное скорости двигателя;

K — коэффициент пропорциональности; и — коэффициент, принимающий численные значения n 1.

В те моменты времени, когда выполняется условие (1), с помощью ключевого элемента .3 пропускают основной сигнал управления без изменения. В те интервалы времени, когда выполняется условие (2), с помощью ключевого элемента изменяют знак основного сиг=нала. Одйовременно (в зависимости от величины n) можно изменять амплитуду перекидываемого сигнала (как правило п>1) °

Иэвестйо, что прй изменении знака управляющего сигнала, по сравнению с отключением этого сигнала, достигают более эффективной стабилизации системы в переходных режимах. Еще больший .эффект достигается"при сочетании

;изменения знака управляющего сигнала с одновременным увеличением амплитуды последнего.

Предлагаемый способ позволяет также получать эффект упреждения," и в тех случаях, когда это необходимо полностью компенсировать отрицательное влияние инерционностей двигателя и других звеньев путем соответствующего выбора коэффициентов К и и.

Из фиг. 2а следует, что при трех различных амплитудах К 9 получают разные интервалы времени работы ключевого устройства 1 (фиг. 1). Например, при амплитуде напряжения Ki Q до точки 2 выполняется условие (1).

Следовательно, на интервале времени

0-2 основной сигнал знака не меняет

1 (фиг. 2б) . Начиная с точки 2 до точки М выполняется условие (2), поэтоТ му ключевое устройство изменяет знак основного сигнала. В интервале време1 N ни М -2 опять становится справедливым условие (1) — сигнал сохраняет свой знак; на отрезке времени 2" -М действует условие (2) — знак сигнала изменяется и т. д.

Как следует из вышеописанного, предлагаемый способ:

1) не требует дополнительного изменения фазового сдвига на четверть периода собственных колебаний системы и вследствие этого не критичен к. изменениям частоты колебаний систе- мыТ !

2) не требует большого перерегули5 рования системы, так как уже в первый полупериод процесса (отрезок времени (2 -М фиг. 26) начинает работать ключевой элемент 1 фиг. 2;

3) позволяет компенсировать инерЩ ционность не только двигателей, но и любых других звеньев" между входом системы и устройством, вырабатывающим напряжение, пропорциональное скорости двигателя; э5 4) эффективен при различных видах входного сигнала.

Экспериментальные данные показы вают, что применение предлагаемого способа при соответствующем подборе коэффициентов и и К позволяет компенсировать влияние всех инерционных звеньев системы и тем саьым получить оптимальный переходный процесс и уменьшить значение ошибки в системе.

Формула изобретения

Способ компенсации инерционности систем автоматического управления и регулирования, основанный на формйровании сигнала регулирования, сигнала скорости, регулируемого сигнала и сигнала ошибки сйстемы, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности компенсации нелинейнос-, тей, определяют знак сигнала разности регулируемого сигнала и изменяют знак сигнала регулирования при несовпадении его со знаком сигнала раз50 ности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Санковский Е.Л. и др. Основы автоматического управления, МВИЗРУ, ПВО, Минск, 19б8, кн. 2, с. 235.

2. Хлынало Е. И. Нелинейные системы автоматического регулирования.

"Энергия",67, с. 403-411 (прототип) .

74640.1

Составитель А. Лащев

Редактор Б. Федотов Техред М. Куэьма Корректор Ю.Макаренко

Заказ 3940/35 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4