Самонастраивающаяся система управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик .

{ii) 962852

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9-845143 (22) Заявлено 05. 05 ° 80 (21) 2920808/18-24

{и м.к.

G 05 В 13/04 с присоединением заявки N9

Э (23) Приоритет

Государствеиный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (33) УДК 62-50 (088.8) Опубликовано 30,09.82.Бюллетень й9 36

Дата опубликования описания 30.09.82

Ю.A. Борцов, В.Б. Второв, Н.Д. ПоляХов В.В

A.A. Корбут и В.A. Яковлев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина электротехничес им. В.И. Ульянова (Ленина) (54 ) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ CHCTENA УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автомати ческому управлению и может быть использовано для управления электроприводами. 5

По основному авт . с в. Р 845 14 3 известна самонастраивающаяся система управления, содержащая последова-< тельно соединенные задатчик, первый сумматор, регулятор, усилитель мощности и электродвигатель с установленными на нем датчиком регулируемой координаты и датчиком тока, выход которого через последовательно соединенные второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый интегратор, четвертый сумматор, †вто-. рой б ок. умножения и второй интегратор п дключен к управляющему входу р регул ора и второму входу первого блока умножения, и последовательно соединенные третий интегратор, пятый сумматор и блок деления, второй вход которого подключен к выходу второго интегратора, выход — к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения. Выход датчика регулируемой координаты соединен с вторыми входами первого, четвертого и пятого сумматоров, вход третьего ЭО интегратора соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу четвертого сумматора (1 J.

Недостатком данной самонастраивающейся системы управления является неполная компенсация коэффициента передачи электродвигателя и ограничение скорости самонастройки из-за инерционности элементов адаптивного механизма, что снижает точность и быстродействие системы. Кроме того, основной контур регулирования не обладает инвариантностью к действию внешних возмущений, что приводит к невозможности обеспечить в широком диапазоне высокую точность стабилизации регулируемой координаты.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия самонастраивающейся систеььт управления.

Указанная цель достигается тем, что известной самонастраивающейся системе управления дополнительно установлены последовательно соединенные эталонная модель, блок масштабных коэффициентов и блок формирования сигнала самонастройки, выход которого соединен с третьим входом первого сумматора, вход эталон962852 ной модели подключен к выходу за- фициента передачи происходит благодатчика, а ее второй выход — к вто- даря тому, что на входе настраиварому входу блока масштабных коэффи- емой модели двигателя, образованной циентов, третий и четвертый входы ко- первым блоком 9 умножения и первым торого соединены соответственно с вы интегратором 11, формируется сигходом датчика регулируемой коорди- 1 нал, пропорциональный динамическонаты и выходом третьего сумматора. му току. С этой целью третий интегра

На чертеже представлена блок-схе- тор 15, пятый сумматор 16 и блок 17 ма самонастраивающейся системы управ- челения совместно с вторым сумматоб ления. ром 8 и первым блоком 9 умножения ос.

Схема содержит задатчик 1, первый 19 ществляют идентификацию составляющей сумматор 2, регулятор 3, усилитель 4 тока, соответствующей моменту нагпузмощности, электродвигатель 5, с ус- ки. Например, при увеличении нагтановленными на нем датчиком 6 регу- рузки выходной сигнал второго сумлируемой координаты и датчиком 7 то- матора 8 перестанет соответствовать ка, второй сумматор 8, первый блок 15 новому значению динамического тока, 9 умножения, третий сумматор 10, вследствие чего через первый блок первый интегратор 11, четвертый сумма- 9 умножения, третий интегратор 15 тор 12, второй блок 13 умножения; - - и пятый сумматор 16 он вызовет увевторой интегратор 14, третий интег- личение выходного сигнала блока 17 ратор 15, пятый сумматор 16, блок 17 .2О деления до значения, соответствующеделения, эталонная модель 18, блок го увеличивающемуся моменту нагруз19 масштабных коэффициентов и блок ки

20 формирования сигнала самонастрой- Ввиду инерционности контура параки. метрической самонастройки он встуСистема при этом приобретает пает в действие не сразу. Напротив, следующую структуру. Основной кон- контур сигнальной самонастройки натур регулирования образован блоками чинает немедленно ликвидировать ошиб1-6. Блоки 7-17 образуют устройство ку между скоростью двигателя и выхоидентификации коэффициента переда- дом эталонной модели 18, обусловчи ток — скорость электродвигателя. ленную как параметрическими изменеОценка этого коэффициента, выраба- ниями, так и действием любых не подтываемая вторым интегратором 14, дающихся учету внешних возмущений, подается на управляющий вход регу- Блок 19 масштабных коэффициентов

КЪтора 3, перестраивая его коэффи- формирует сигналы ошибок по регулициент усиления параметрическая са- руемой координате и ее производной монастройка). Блоки 18-20 обеспечива- 35 для чего соответственно из сигнала ют сигнальную самонастройку системы. с первого выхода эталонной модели 18

Работа самонастраивающейся систе- вычитается выходной сигнал датчимы управления например, скоростью ка регулируемой координаты 6 и из вращения электродвигателя с пере- сигнала с второго выхода эталонной менным моментом инерции и регулируе- 40 модели 18 вычитается сигнал с входа мым потоком возбуждения) происходит первого интегратора 11. Сигналы разследующим образом. ности усиливаются со своими коэфЕсли коэффициент передачи двига- фициентами, а затем суммируются. теля изменился, например уменьшился, Выходной сигнал с блока 19 подается вследствие уменьшения потока воз-- 45 на вход блока 20 формирования сигнала буждения или увеличения приведенного самонастройки. Этот блок, реализуюмомента инерции, то во время пере- щий знаковую функцию, вырабатывает ходного процесса, вызванного, напри- сигнал самонастройки, воздействующий мер, увеличением выходного сигнала на третий вход первого сумматора 2. задатчика 1. выходной сиги датчи- 50 С едует отметить. что введенные ка 7 тока, проходя через сумматор 8, блоки, образующие параллельный конпервый блок 9 умножения, третий сумма- тур сигнальной самонастройки, обестор 10, первый интегратор 11, четвер- печивает согласование динамйки. тый сумматор 12 и второй блок 13 системы с динамикой эталонной модеумнофения, вызовет уменьшение вы- ли путем подачи на вход первого сумходного сигнала второго интегратора .матора дополнительного сигнала са-.

14 до значения соответствующего ко- монастройки. Эталонная модель наст эффициенту передачи двигателя, так раивается исходя из желаемого вида как только в этом случае выходной реакции системы на управление. Сиссигнал четвертого сумматора 12 ста- . тема будет ликвидировать любые отклонет равным нулю. Вследствие этого О нения регулируемой координаты от двиза счет воздействия на управляющий жения, предписываемого моделью, вне вход регулятора 3 его коэффициент зависимости от того, какими причинаусиления увеличится, компенсируя ми эти отклонения вызваны: действиуменьшение коэффициента передачи ем внешних возмущений, изменением двигателя. Точная идентификация коэф 65 параметров объекта или исходными

962852

Формула изобретения!

ВНИИПИ Заказ 7507/64 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Проектная,4 отличиями динамических свойств объекта от свойств модели.

Таким образом, введенные блоки обеспечивают повышение точности и быстродействия системы. Существенным является то, что необходимый для функционирования контура сигнальной самонастройки сигнал по производной регулируемой координаты вырабатывается третьим сумматором 10, входящим в состав системы.

Контур сигнальной самонастройки фудет обеспечивать следование системы эа эталонной моделью при действии как параметрических, так и внешних возмущений, чем достигается повышение точности и быстродействия системы. При этом контур сигнальной самонастройки компенсирует изменение параметров двигателя в сравнительно узком диапазоне (до трех раз в обе стороны ), в то время как основной контур самонастройки (параметрической) обеспечивает отработку параметрических возмущений в широком диапазоне (десятки раз). Наличие контура сигнальной самонастройки также облегчает работу устройства идентификации, поскольку благодаря своему быстродействию он создает эффект кваэистационарности идентифицируемого объекта. Вышесказанное доказывает, что повышение точности и быстродействия самонастраивающейся системы управления при действии параметрических возмущений и других не поддающихся учету внешних факторов обеспечивается совместной работой койтуров сигнальной и параметрической

5 самонастройки, чем и достигается цель изобретения.

Самонастраивающаяся система управления по авт. св. Р 845143, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, она содержит последовательно аоединенные эталонную модель, блок масштабных коэффициентов и блок формирования сигнала самонастройки, выход которого соединен с третьим входом первого сумматора, вход эталонной модели подключен к выходу задатчика, а ее второй выходко второму входу блока масштабных коэффициентов, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом датчика регулируемой координаты и выходом третьего сумматора.

Источники информации, 30 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 845143, кл. G 05 В 13/04, 1981 (прототип).