Адаптивная система управления с нестационарным упругим механическим объектом Советский патент 1985 года по МПК G05B11/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в электромеханических системах с нестационарным упруговязким объектом при широком диапазоне изменения частоты упругих колебаний, коэффициента демпфирования и момента инерции (массы) объекта, для регулирования значений угловых (линейных) скоростей, положений, ускорени-й, натяжений и в других приложениях.

Цель изобретения - повышение динамической точности и быстродействия системы, работающей в условиях изменения частоты упругих колебаний, коэффициента демпфирования и суммарного момента инерции (суммарной массы) упруговязкого объекта.

На фиг. 1 приведена функциональная схема системы; на фиг. 2 - диаграммы процесса самонастройки параметров системы-, на фиг. 3 - принципиальная схема блока управления системы регулирования скорости с нестационарным объектом.; на фиг. 4 - принципиальная схема перестраиваемого корректирующего звена; на фиг.. 5 - принципиальная схема перестраиваемого квадратурного генератора; на фиг. 6 - структурная схема вычислителя частотных характеристик упруговязкого звена объекта; на фиг. 7 - реализация фильтров активными RC-цепями; на фиг. 8 - функциональная схема измерителя параметров нестационарного объекта; на фиг. 9 - реализация функциональных элементов измерителя.

Адаптивная система управления с нестационарным упругим объектом (фиг. 1) содержит основную систему, состоящую из измерителя 1 отклонения выходной координаты от заданного значения, блока управления 2 системы, корректирующего звена 3 с двумя управляющими входами для настройки параметров в соответствии с частотой упругих колебаний и коэффициентом демпфирования упругого звена объекта, регулятора тока 4, объекта управления 5 с двигателем постоянного тока и упруговязкой механической передачей, измерителя выходной координаты 6, и подсистему самонастройки параметров корректирующего звена и блока управления, в которую входят управляемый квадратурный генератор 7, формирующий два квадратурных гармонических сигнала с частотой, пропорциональной входному управляющему напряжению, два полосовых фильтра 8 и 9, вычислитель 10 частотных характеристик упруговязкого звена объекта, измеритель 11 параметров (, и TS/UO или (nij/mjo) упруговязкого объекта, где (UV - частота упругого резонанса; -J - коэффициент демпфирования; Iio const, соответственно расчетное н текущее значения суммарных моментов инерции объекта (при регулировании угловых координат); mjo const, - расчетное и текущее значения суммарных масс

объекта (при регулировании линейных координат) .

Первый выходной сигнал квадратурного генератора со сканированием частоты, подаваемый на вход регулятора тока (на вход замкнутого контура регулирования тока якоря), является пробным сигналом для системы с нестационарным объектом.

Работа адаптивной системы управления с нестационарным упругим объектом осуществляется следующим образом.

При включении источника питания измерителем параметров объекта 11 формируются начальные напряжения, соответствующие начальным значениям параметров

5 Мук mm /Tyi5. mm, КОрреКТИруЮЩеГО

звена и начальному значению параметра ()pm;n или параметра (mj/mjo)rmm, определяющего коэффициент усиления блока

управления. Значения mm, /2|т(11тт, (Ir/Iio)pmm или () ртоп ВЫбирЗЮТСЯ

0 так, чтобы обеспечить устойчивость основной системы при ее пуске с произвольными начальньши значениями параметров шу /Ту, г/so объекта, изменяющимися в известной области Ш, .,0), „ах (/2lv)mm /2Ey(/2b)n-. ()min

Is/Is.0(IS/ISQ)max при функционировании системы. Одновременно с этим измерителем параметров 11 формируется начальное значение сигнала управления частотой ю, квадратурного генератора, обеспечивающее миQ нимальное значение частоты й),т,)утт. Процесс самонастройки параметров корректирующего звена и коэффициента усиления блока управления системы начинается с момента переключения в измерителе 11 контактов реле, срабатывающего с небольшой

с выдержкой времени после включения напряжения источника питания. При этом сигнал управления частотой квадратурного генератора и частота сигнала квадратурного генератора начинают линейно во времени нарастать, что приводит к увеличению абсолютного значения мнимой частотной характеристики упругого звена объекта и к изменению котангенса угла фазового сдвига, вносимого упругим звеном объекта. Возрастающее абсолютное значение мнимой частотной характеристики объекта достигает максимума, равного приближенно величине значении сканирующей частоты квадратурного генератора (о,о),,, причем в момент прохождения максимума скорость изменения котангенса угла фазового сдвига

0 упругого звена объекта, взятая с масштабным коэффициентом (, пропорциональна параметру /2, объекта. В этот момент в измерителе 11 параметров объекта осуществляется фиксация напряжений, пропорциональных модулю мнимой частотной

5 характеристики (т. е. величине ) и частоте Ыу(){, измерение и фиксации сигнала о произведении скорости изменения котангенса фазового сдвига на параметр о),, /Т,

упругого звена (т. е. напряжения, пропорционального величине /2), вычисление напряжения, пропорционального параметру IZ/ISQ объекта. В соответствии с полученными сигналами, пропорциональными параметрам , и Ix/Is.o(.o) объекта, осуществляется настройка параметров корректирующего звена и коэффициента усиления блока управления. В режиме отслеживания изменяющихся параметров Шу, /all/, IZ/IZG упруговязкого объекта, начинающемся после первого достижения модулем мнимой частотной характеристики упругого звена максимума, всякий раз после очередного достижения максимума частоте (О, квадратурного генератора придается отрицательный скачок постоянной величины Асо,, что приводит к пилообразному качанию частоты генератора в небольшой окрестности частоты ujy(t) с касанием верщинами пилы кривой изменения частоты упругого звена ()y(i) во времени и дает возможность дискретно (один раз за период качания) измерять текущие значения параметров объекта и устанавливать требуемые значения параметров (UVK, /2|-ук корректирующего звена и коэффициента усиления блока управления, формируемого пропорционально измеренному параметру Ij/Iio объекта.

Процесс самонастройки поясняется фиг. 2 на которой приведены диаграмма изменения частоты cu,(t) квадратурного генератора в процессе самонастройки при изменении частоты резонанса ш-у (t) объекта; диаграмма изменения абсолютного значения мнимой частотной характеристики упругого звена объекта - (jcoi) в процессе самонастройки; диаграмма изменения параметра /all/ объекта в процессе функционирования системы; диаграммы изменения параметров (o-jK., /atvK корректирующего звена и параметра (IE/ISO) регулятора системы.

Измерение параметров со,,, /ali/, Is/Ieo объекта и перестройка корректирующего звена и блока управления в соответствии с измеренными величинами обеспечивают системе параметрическую инвариантность к изменению в щироких пределах параметров нестационарного упругого объекта.

Перестройка параметров блока управления в соответствии с величиной Ir/Izo объекта осуществляется посредством преобразования управляющего напряжения в активные проводимости, для чего используются резисторные оптоэлектронные преобразователи типа ОЭП-7. Применительно к системе регулирования скорости перестройка параметра Кр/Тр2 блока управления в соответствии с управляющим напряжением |U,/i (где Шо - масщтаб параметра Ir/Uo) осуществляется изменением входной проводимости gi усилителя 12 (фиг. 3) пропорционально управляющему напряжению. В преобразователе управляющее напряжение - проводимость используется двухканальный

резисторный оптрон ОЭП-7 - 13, причем проводимость управляющего канала оптрона включена в цепь обратной связи вспомогательного усилителя 14, осуществляющего г линеаризацию характеристики ток светодиода - проводимости фоторезисторов оптрона. Транзистор 15 выполняет функции преобразователя напряжение - ток и усилителя мощности. Перестраиваемый параметр блока управления связан с управляющим напряжением соотнощением Кр/Тр gi/C

где Vg const вспомогательное положительное напряжение. Корректирующее звено с передаточной функцией

(p)( р страиваемые параметры Тук ук- ук в зависимости от значений управляющих

0 напряжений Uv2 mi/TvK,

(гце m-i, rrii - масштабы параметров

/Тук и VzSiYK)- Корректирующее звено

(фиг. 4) реализовано в виде активной

RC-цепи по методу переменных состояний.

5 Вводя вспомогательную переменную Uo и умножая числитель и знаменатель передаточной функции WK(P) на переменную (/4S кTvlsq) (Uo/P), приводим передаточную функцию корректирующего звена к виду:

30 W«(P).TiKP+ l

Ui 415ткТТкяР+2; укТук(1+я)+1

IЦ I 1Uo . 1 „

t. Р цукТукч Р

Uo , 1+1

XJo

+ Uo

Р a VK-Ty«- f р

Из последнего выражения получаем систему двух уравнений, в соответствии с которой реализовано корректирующее звено:

,- -111- . - 1 , . Но . 2 YK-Ty -( Р ., рг.

iT, i1Ь- t -11

, г4,.-ту«-с{, р рДля перестройки параметров у, Туь 5 в схеме корректирующего звена используются аналоговые перемножители сигналов 16-20 (микросхемы типа 525ПС2). Передаточная функция WK (Р) корректирующего звена обеспечивается при выполнении масштабных соотношений:

.-.tn.-g- 1 . if-Mi-mi1 . 1 . Zt1 .

гг-сг

1; 1,

tj

9

tio

где , - масштабный коэффициент перемножения аналоговых перемножителей сигналов типа 525ПС2.

Квадратурный генератор (см. принципиальную схему на фиг. 5), генерирующий два выходных сигнала U,i Ym созюД, Ur2 V,,| sinwit, (Vm const) с частотой , пропорциональной управляющему напряжению Uj,, выполнен на двух интеграторах (операционные усилители 21 и 22) и двух аналоговых перемножителях сигналов 23 и 24. Частота со,- связана с параметрами схемы генератора соотношением (o,- Uy4/mi b/rcUy4, где ,l , mi - масщтабный коэффициент переменных со;, Лу, coyjj.

Вычисление модуля мнимой частотной характеристики и котангенса угла фазового сдвига упругого звена объекта осуществляется вычислителем частотных характеристик на основании анализа сигналов на входе и выходе упругого звена, обусловленных действием пробного сигнала пс- В результате анализа входного и выходного узкополосных сигналов осуществляется выделение квадратурных составляющих комплексных огибающих (огибающих, учитывающих амплитуду и фазу колебаний) этих сигналов, т. е. выделение составляющих, корректированных в каждый данный момент с сигналами Uri UmCosco,-t, U,2 LImSinco,-t квадратурного генератора со сканированием частоты СО;.

Структурная схема вычислителя частотных характеристик упругого звена объекта приведена на фиг. 6. На этой же схеме изображены передаточные функции )i (Р) и Wncc2(P) полосовых фильтров 8 и 9. Входными сигналами вычислителя являются выходные сигналы полосовых фильтров 8 и 9 и сигналы UH ,иг2квадратурного генератора. Структура вычислителя частотных характеристик содержит входные фильтры 25 и 26 с передаточными функциями Шф1(Р) и ф2(Р), посредством которых осуществляется компенсация сомножителя передаточной функции объекта по управлению; два фазовых детектора, анализирующих входной сигнал Ua (операторы перемножения 27 и 28 и два идентичных фильтра 29 и 30 низких частот с передаточной функцией Wuj-i(P)); два фазовых детектора, анализирующих выходной сигнал Up (операторы перемножения 31 и 32 и два идентичных фильтра 33 и 34 низких частот с передаточной функцией WB32(P)); операторы перемножения 35 и 36, используемые для возведения в квадрат; операторы перемножения 37-39; операторы деления 40 и 41. Операции алгебраического суммирования выполняются с масштабными коэффициентами li, 2, 1з, операции умножения - с масщтабным коэффициентом ,1 операции деления- с масштабным коэффициентом .

Характеристические уравнения входных фильтров ШФ|(Р), (P) и полосовых

фидьтров (P), Шцф2(Р) идентичны. Фильтры низких частот U i(P), Wjj. 2(Р), в качестве которых используются баттервортовские фильтры второго порядка, также имеют идентичные характеристические уравнения. При отсутствии возмущений подключение пробного сигнала х„с V cosco;t (V const, ) от квадратурного генератора 7 к входу регулятора тока в замкнутой системе приводит к тому, что на выходах фильтров (P) и Шф2(Р) вычислителя появляются напряжения Ua и Up , определяемые в виде:

(t) ,t+T|;(t);

Up -ЯУ„, (t) М,,(а);) cos co;t+x|;(t)-f

+ Ф(м,),

где Vmi (t), T|)(t) - изменяющиеся во времени (вследствие изменения частоты со; или параметров системы) амплитуда н фаза сигнала Ua;

Mj,(co;); ф(со,) - модуль и фаза частотной характеристики W,,(j(0;) упругого звена на частоте №;;

-безразмерный постоянный

KflUftl.

коэффициент.

Знаком «- в выражении для сигнала Up отображено инвертирование сигнала Kgc Acoj об отклонении скорости вала в измерителе отклонений выходной координаты.

Выходные сигналы операторов перемножения 27, 28, 31 и 32 находятся в виде:

Ual bV,,(t) + l|5(t) V«SincO;t

4-bV«,(t) V4sin 2co,t-f.(t)-sina|)(t)};

Ui,i bVmi(t) ,-t+ij3(t) V«cosco,tX x|bV«i (t) 2co,-t+x|) (t) -fcosij) (t));

.,((0;)V«,(t),-t + X|)(t)-f

+ cp(w/ V« sin{o,-t -|-bXMy(oo;) Уш: (t) X XVm{sin 2co.-t -f V(t) +Ф (o),-) -sin i|)(t)+(p(co;)};

Ui2 (cO;)V,(t));t-fxl3(t) + + Ф(0)/) VmCOSCO,-t -|-Ь.МГу(сО/)Х

X Vmi (t) 2co,-t-Mj;(t) +Ф (со,-) +

+ (1 + ф((0,)}.

Составляющие сигналов Uoi , Un , Ua2, U62 с удвоенной частотой 2со,- отфильтровываются фильтрами низких частот WH4i(P), WB42(P)- Поэтому выходные сигналы Ua , Uft , UQ2, Ul2 фильтров низких частот с высокой точностью определяются выражениями:

и, --|-ЬКячги„1 (t)-U™-sinTl3(t); иг, 4-ЬК«ч,-и„, (t).U«.cosi|;(t); и:2 4гЬ Кяч2-и„1 (t).,((o,-)(t) +

+ф(м-);

UJ2 -i-bXKBV2-U;n, (t)-U™M,(u);)-COS(t)

4-ф((о).

ТТ., г. Ьи,. U:2+bU:i. Ul,+Ubi- и, bfi ЬШ,- Шг- US,- Щ2-UJ2. иГ|

{ (t) (t)+9(o)t)1-cos i)(t))(t)-fф(o)t) btj sinit)(t)- )(t)4-9((oi)-cosi|)(t)))t)+9(coi)

t -sinT|)(t) sini|(t)cos9((ut)+cosT|)(t) 5{пф(с1)ь)1-cos |(t) (t)coscp(a)«) bfj sinij)(t) )(t) сОЗфЦ))(t) sin (ш )-cosa|:)(t) 5шг|)(()со5ф(а)0 +

sintt)(t). 5тф((о.) t|. cosy((oi) U ,,) 0; цовг|)(1)- 31Пф(сО() bfi 51Пф(со) bli

TT tt Ul) UM gi IJ iU 2-yLUbt (U,)4b(U,pbrj(U,)2-f(Ur,)

где m2 -%-T- - масщтабный коэффициЕ ЪКнЧ1

ент мнимой частотной характеристики и величины /sli/ упругого звена объекта;

Ь/Ы - масштабный коэффициент функции с1дф(а,)В системах регулирования углового перемещения или углового положения, в которых передаточная функция объекта регулирования по отклонению управляющего момента двигателя имеет вид:

1 -i Ca Tyf+i)

1гоР

для компенсации сомножителя вместо входного фильтра с передаточной функцией . (Р) в вычислителе частотных характеристик упругого звена объекта необходимо использовать звено с передаточной функцией вида:

| /р)

(т р+осТгР-и)

В системах регулирования натяжения упругого материала и в системах регулирования углового ускорения передаточная функция объекта по отклонению управляющего момента двигателя совпадает (с точностью до постоянного множителя) с передаточной функцией W,,(P). В связи с этим в вычислителе частотных характеристик упругого звена вместо фильтра с передаточной функцией W0i (Р) необходимо испольДля вычисления сигналов Jctg и Ujm о котангенсе угла фазового сдвига и о модуле мнимой частотной характеристики упругого звена объекта полученные квадратурные составляющие , комплексной огибаю щей сигнала Ua и квадратурные составляющие , комплексной огибающей сигнала Ui преобразуются в соответствли с алгоритмами:

зовать полосовой фильтр с передаточной функцией вида Wacfii(P), Шпф2(Р) или

0 Л/ф2{Р). Аналогичный подход может быть предложен при организации структуры вычислителя частотных характеристик упругого звена объекта и для систем регулирования линейной скорости, линейного ускорения, линейного перемещения или линейного по5ложения.

На фиг. 7 показаны варианты схемной реализации фильтров ШпФ1(Р), Ш5Ф2(Р), Wcp,(P);W4,2(P),WHMi(P),W«42(P),(P)

0 активными RC-цепями, где каждой схеме поставлены в соответствие передаточные функции тех фильтров, которые могут быть реализованы данной схемой. Постоянные времени Ti, Т2 фильтров должны соответствовать диапазону изменения частоты ы, квадра5турного генератора и выбираются из условия:

тГСО/ min

fr - iOi max- to max

0

Операторы перемножения 27, 28, 31, 32; 35, 36, 37, 38 и 39 и операторы деления 40 и 41 вычислителя реализуются на основе микросхемы аналогового перемножителя сигналов типа 525ПС.

При действии на систему возмущений

5 ДМс1 ,АМс2 входные сигналы Xi, Х2 полосовых фильтров 8 и 9 определяются не только пробным сигналом Хдс, но и зависит от возli Я,Кяч|Квч2Му((Д)(з11гф(1) )(t)+ф()-cosгl)(t))(t)+ф(a)t) ЫзKH4i sin i|)(t}-f co(t) -rFe:My(wt)- 8тф{(о)))0, мущений. Отношение сигналов Х2 и xi для этого реального случая равно . (.± J lTui .Pn)W,.P- гдеДМсз ДМ. ., отклонение эквивалентного возмущающего момента, приведенное к валу двигателя; Wpa (Р) - передаточная функция разомкнутого контура основной системы. При действии возмущений (как это следует из последнего выражения при учете высокой узкополосности перестраиваемых сигналами Uri , Ur2 квадратурного генератора полосовых фильтров с переносом спектра сигнала, которыми являются фазовые детекторы вычислителя частотных характеристик, содержащие перемножители сигналов и фильтры низких частот) ощибки вычисления мнимой частотной характеристики и котангенса угла фазового сдвига упругого звена тем меньше, чем меньше отношение амплитуд составляющих с частотой со, возмущения ЛМ сэ к амплитуде пробного сигнала Xnc-KiCA Ki CAVmCoscojt, взятого в масштабе момента (рассматривается случай Tia)«l). Спектр возмущений реальных прецизионных систем чаще всего не содержит высокоамплитудных детерминированных периодических составляющих в области частот от ш,, ™„ и выше, в связи с чем введение пробного сигнала с амплитудой, обеспечивающей измерение параметров Шу, и с точностью 1-4%, дает пренебрежимо малую добавку к общей ощибке основной системы, При этом достижимая общая ошибка системы с самонастройкой параметров , /2|-ук, Кр/Тр2 корректирующего звена и регулятора при изменении в широких пределах параметров со,,, /2./ ч I /Ijio упругого объекта может быть в несколько раз меньшей по сравнению с ошибкой системы, в которой корректирующее звено настраивается только по частоте резонанса Шу упругого звена объекта. Увеличение точности достигается путем повышения значения реализуемой частоты среза (быстродействия) системы. Измеритель параметров объекта (см. функциональную схему на фиг. 8) осуществляет на основании непрерывно вычисляемых входных сигналов (lybli) с1дф(а),-)и -ni2lm Wy(jco,-) 1 измерение и запоминание параметров Шу, , b/Izo объекта, а также формирование сигнала управления частотой квадратурного генератора в процессе поиска экстремума модуля мнимой частотной характеристики упругого звена объекта. Функциональная схема измерителя параметров объекта содержит дискриминатор максимума модуля мнимой частотной характеристики упругого звена (активное дифференцирующее звено 42 и регенеративный компаратор 43), формирователь импульсных управляющих сигналов U, (цепочка ждущих мультивибраторов 44-47); формирователь сигнала управления частотой квадратурного генератора (двенадцатиразрядный двоичный счетчик 48, цифроаналоговый преобразователь 49, низкочастотный мультивибратор 50 с частотой мв1, высокочастотный мультивибратор 51 с частотой , логические схемы НЕ и И 52, 53 и 54; измеритель переменной ф(а);)/ё1 (активное дифференцирующее звено 55 и множительное устройство 56); схема фиксации сигнала о частоте резонанса (аналоговое устройство выборки-хранения 57 и аналогоцифровое запоминающее устройство 58); схема фиксации сигнала о величине максимума модуля мнимой частотной характеристики 59 и 60); схема фиксации сигнала о величине объекта 61 и 62; делительное устройство 63, осуществляющее вычисление параметра IE/IEO объекта; пусковое реле, переключающее контакты 64 и 65 с выдержкой времени после подачи питания (на схеме само реле не показано). Регенеративный компаратор 43 (см. принципиальную схему на фиг. 9а), формирующий отрицательный перепад напряжения при достижении модулем мнимой частотной характеристики максимума, выполняет одновременно функции фильтрации щумов выходного напряжения дифференцирующего звена 42, для чего ширина его петли гистерезиса принимается равной размаху шумов. Ждуш,ие мультивибраторы 44-47, запускаемые последовательно друг за другом и определяющие порядок фиксации и запоминания, реализованы по схеме, приведенной на фиг. 96. Устройства выборки-хранения 57, 59 и 61, предназначенныедля быстрой фиксации сигналов, реализованы по схеме, приведенной на фиг. 9в; режиму выборки соответствует положительное значение управляющего напряжения U-y5(Uy7). Аналогоцифровые запоминающие устройства 58, 60 и 62 (см. функциональную схему на фиг. 9г) выполняют функции долговременных запоминающих устройств. В каждой из этих схем используется десятиразрядный двоичный счетчик 66 и цифроаналоговый преобразователь 67. Направление счета счетчиком 66 импульсов высокой частоты мв2 при записи информации определяется знаком выходного напряжения компаратора /(, сравнивающего входное напряжение Ui с выходным Ug. Отслеживание и запоминание входного напряжения U) происходит при поступлении короткого положительного управляющего импульса сигнала UysdJva). Активные дифференцирующие звенья 42 и 55 реализованы по схеме на фиг. 7а. Скорость изменения частоты (О,- на участке возрастания определяется скоростью изменения выходного напряжения Uy4 формирователя сигнала о частоте квадратурного генератора и задается частотой fHBi низкочастотного мультивибратора 50. Отрицательный скачок частоты (О, величиной Аоо, формируется подключением к шине вычитания счетчика 48 частоты Гмьг высокочастотного мультивибратора 51 на короткое время Т. , соответствующее длительности положительного импульса напряжения Uv8 ждущего мультивибратора 47.

Измеритель параметров объекта работает следующим образом.

При включении питания формируется импульс, посредством которого осуществляется установка начальных состояний счетчика 48 и счетчиков запоминающих устройств 58, 60 и 62, что обеспечивает установку начальных значений параметров со mm /2Esi mw, (Кр/Тр 2)mm корректирующего звена и регулятора, обеспечивающих устойчивость основной системы.

В момент пуска подсистемы самонастройки (при замыкании контактов 64 и 65) на вход счетчика 48 начинает поступать сигнал низкочастотного мультивибратора 50, вследствие чего начинается движение к экстремуму мнимой частотной характеристики. В момент достижения максимума модуля мнимой частотной характеристики запускается цепочка мультивибраторов 44-47, выраба тывающих управляющие сигналы Uvs-Uvs, что приводит к выполнению (последовательно во времени) следующих операций: запоминанию схемой 58 сигнала о частоте упругих колебаний Шу в виде напряжения и запоминанию схемой 60 сигнала о величине максимума модуля мнимой частотной характеристики в виде напряжения запоминанию схемой 62 сигнала о величине параметра /2 объекта, вычислению делительным устройством 63 значения параметра li/Ijo объекта и подключению к входу «Вычитание счетчика 48 сигнала мультивибратора 51 на интервал времени г,,, за который частота со, квадратурного генератора падает на величину Лео/. По завершении спада частоты со, начинается режим пилообразного качания частоты со с размахом Дсо,, причем всякий раз при очередном достижении экстремума мнимой частотной характеристики осуществляется измерение всех трех параметров (со, , U/Iio) нестационарного

0 объекта.

В предлагаемой системе имеется дополнительная возможность оценки коэффициента демпфирования и суммарного момента инерции (массы) системы, что при соответствующей структуре перестраиваемых коррек5тирующего звена и блока управления придает системе новое качество полной параметрической инвариантности к изменению параметров нестационарного упругого объекта. Использование предлагаемой системы при нестационарных объектах позволяет

0 максимально увеличить и застабилизировать частоту среза основного контура системы (при постоянном запроектированном запасе устойчивости) и за счет увеличения быстродействия при гарантированном запасе

5 устойчивости в 3-4 раза повысить динамическую точность.

Регулятор тока представляет собой замкнутый контур регулирования тока, содержащий активное корректирующее звено, управляемый широтно-импульсный преобразова0тель и электромагнитную цепь двигателя.

К объекту управления относится механическая часть системы электропривода. Измерителем выходной координаты является, например, потенциометрический датчик положения.

5

Измеритель отклонения выходной координаты реализован на операционном усилителе.

ю-Х

Ли -II f,4 , d S to fft

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С НЕСТАЦИОНАРНЫМ УПРУГИМ МЕХАНИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ, содержащая последовательно соединенные измеритель отклонения выходной координаты, блок управления, корректирующее звено, регулятор тока и объект управления с двигателем постоянного тока и упругой передачей, измеритель выходной координаты, выходом соединенный с входом измерителя отклонения выходной координаты, а также первый и второй полосовые фильтры, соединенные входами соответственно с выходом регулятора тока и с выходом измерителя отклонения выходной координаты, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, в нее.дополнительно введены вычислитель частотных характеристик объекта, управляемый квадратурный генератор и измеритель параметров объекта, причем первый и второй входы вычислителя частотных характеристик объекта соединены с выходами соответственно первого и второго полосового фильтров, третий и четвертый входы - соответственно с первым и вторым выходами квадратурного генератора, а первый и второй выходы - соответственно с первым и вторым входами измерителя параметров объекта, первый выход измерителя параметров объекта соединен с входом квадратурного генератора, второй и третий выходы - соответственно с вторым и третьим управляющими входами корректирующего звена, четвертый выход - с вторым входом блока управления, а первый выход квадратурного генератора соединен с вторым входом регулятора тока.

щ I А f/fOMO

qi:НиЛШ От SjroHO 1 1

fua.6

ffycft системы

50

5ъ

м

O/rrSjiOffofO

42

-mt3mfWy(jM)

Л

лг Sj7ana lO

5S

CtjfCltti.

Cj Сг ,(НН|Л г

Риг.7

/«.

Уст. Ct}i min 1I при вкл. питания

I при fffr/r. /

f

J, . a/«/r min „ S.naHu J

. nufrjOffUJI.. n

Uyf-O

U J7 - J

Vcm.(., )г7гои

Ф /yjPU ffff.ff. fri

U

. У|

Лг.

V7- /7«//77. |l

r

а

%й.