Устройство для моделирования оптимальной системы управления Советский патент 1983 года по МПК G06G7/66 

Изобретение - относится к гибридной вычислительной технике и предназначено для автоматическдго решения задач оптимального по быстродействию управления системами с рас пределенными параметрами при наличи множества ограничений на ее входные и выходные координаты. По основному авт. св. 928378 известно устройство для моделиро- вания оптимальной системы управления, содержащее блок задания эталонного напряжения, управляемый ста билизатор тока, выход которого соединен с информационным входом RC -се ки и с одним входом блока ограничи телей, а также содержащее триггер, коммутатор, компаратор, элемент ИЛИ генератор импульсов, блоки задания величины перерегулирования, блок задержки, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с первым вхо дом блока задержки, с управляющим входом RC -сетки и подключен к первому выходу генератора импульсов. Второй выход которого соединен со вторым и третьим входами блока , держки, первый и второй выходы триггера соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора , третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам блока задания эталонного на пряжения и блока задания величины перерегулирования, выход коммутато,ра соединен с первым входом компаратора , выход которого подключен ко входу управляемого стабилизатора то ка , выход которого соединен со втОрым входом компаратора, группа выхо дов RC -сетки подключена к другим вх дам блока ограничителей, выходы которого через элемент ИЛИ соединены с третьим входом компаратора, первый выход из группы выходов RC -сетк соединен с четвертым входом блока задержки, пятый вход которого подключен к выходу блока задания величины перерегулирования, шестой вход блока задержки соединен с первым вы ходом генератора импульсов, кроме того, блок задержки содержит усилитель, первый и второй ксийпараторы, триггер, элемент И, счетчик, генератор линейно изменяющегося напряже ния , цифроаналоговый преобразовател причем выход усилителя соединен с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого под ключен к первому в-ходу элемента И, выход которого соединен с первым вх дом счетчика, выход которого черезцифроаналоговый преобразователь под ключен к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, вход генератора линейно изменяющегося напряжения, вторые входы счетчика, триггера, первого компаратора и вход усилителя являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока задержки, выход второго компаратора является выходом блока задержки, второй вход элемента И является шестым входом блока задержки l . Недостатком изобретения является низкая точность решения задачи оптимального управления объектом с распределенньали параметрами при ограничении на скорость изменения регули- . руемой величины в заданных точках объекта. Цель изобретения - повышение точ ности моделирования и расширение класса решаемых задач. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования оптимальной системы управления дополнительно введены дифференциатор, блок задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дополнительный компаратор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам блока задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дифференциатора, вход которого соединен с соответствующим выходом RQ -сетки, выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ. fta чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержитКС-сетку 1 вместе с блоками задания граничных и начальных условий, управляемый стабилизатор тока 2, первый компаратор 3, коммутатор 4, блок 5 задания эталонного напряжения, блок 6 задания величины входного перерегулирования , триггер 7, блок 8 ограничителей , элемент ИЛИ 9, генератор импульсов 10, блок задержки 11, блок 12 задания величины выходного перерегулирования, блок 13 задания предельной скорости изменения регулируемой величины, дифференциатор 14, второй компаратор 15. Кроме того, блок задержки 11 содержит первый компаратор 16,.триггер 17, элемент И 18, счетчик им-, пульсов 19, цифроаналоговый преобразователь 20, второй компаратор 21, генератор линейно изменяющегося напряжения 22 и усилитель 23. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим работу устройства, где в качестве объекта управления возьмем, например, термостат. Причем ставится задача нахождения оптимального по быстродействию управления объектсш с распределенными параметрами при дополнительном огра ничении на скорость изменения регулируемой величины температуры в заданной точке объекта. Такими точКс ми в нашем примере, как правило/ являются точки камеры термостата под нагревателем, т.е. те точки, куда непосредственно подводится энергия. Передним фронтом импульсов, пост пающих с генератора импуль«ов 10, схема автоматически устанавливается в исходное положение. После этого кокалутатор 4 под действием управления с триггера 7 подает на вход первого компаратора 3 .скачок напряжения заданной амплитуды U у, которое соответствует максимально д пустимому напряжению на входе объек , T.e.Ucmoix U На остальных входах первого компаратора 3 напряжение в начальный момент равно нулю. Таким образом, первый компаратор 3. переводит работу управляемого стабилизатора тока 2 ца полную мощность, определяя тем самым начало форсированного выхода об екта в режим. На второй и третий входы первого компаратора 3 поступают сигналы отр цательной обратной связи с выхода и вхрда RC -Сетки. При этом первый компаратор 3 перебрасывается в другое состояние как только напряжение на входе объекта tl gx достигнет своего предельного значения, равног амплитуде сформированного скачка напряжения, т.е. когда U gy V8Lt,oB « 11спю г 3 также первый компаратор 3 Срабатывает, если сработает хотя бы один из ограничителей блока 8. При этом первый компарахор 3 также сра ботает, если сработает второй компаратор 15. Последний скачкам перех дит в другое состояние, как только скорость изменения регулируемой величины (температуры), на входе объекта .(которую получаем с выхода, дифференциатора 14) превысит допустимую величину. Таким образом, до того момента, lioKa входные и выходные координаты объекта не достигнут своих предельных значений, объект движется к конечному состоянию с максимальной скоростью при предельном значении управляшцего воздействия. Как только хотя бы одна из координат объекта достигнет своего предельного значеи)1я, то управляющее воздействие на выходе первого компаратора 3 меняет свой знак на обратный. Объект начинает двигаться с максимгшьной скоростью в обратную сторону, и снова при переходе границы области допустимых значений его координат управляющее воздействие меняет свой знак. Таким образом, организуют движение объекта по границе области допустимых значений его входных и выходных координат до окончания переходного процесса. В процессе решения этой задачи регулятор и моделируемый объект управления представляют собой згиикнутую систему, удерживающую входные и выходные координаты объекта на допустимых значениях. Введение в схему предлагаемого устройства дифференциатора, второго компаратора и блока згкдання предельной скоростн изменения регулируемо) величины позволяет повысить точность моделирования и расширить класс решаемых задач оптимального по быстродействию управления объектами с распределенными параметрами, в которых дополнительно наложено ограничение на скорость изменения управляемой величины в какой-либб точке объекта.

УСТРОЙСТВО |ЩЯ МОдаЯИРОВА-г : ВИЯ ОВТШ1АЛЬНОЙ СИСТЕМЫ yfOfKBJmma по авт .св. 926378, о т л и ч а ющ е ее я тем, что, с целью повышения точности моделирования,в него дополнительно введены дифференциатор, блок задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дополнительный KOfoiapaTOp, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам Слока заДания предельной скорости измеие : ВИЯ регулируембй величины, и диф- : ференциатор, вход которого соединен . с соответствушшм выходом С -сёткй выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ. (О е 00 оо О1 со