Система экстремального регулирования Советский патент 1991 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к экстремальным системам регулирования с активным поисковым сигналом и может быть использовано в различных областях науки и техники, где необходимо автоматически поддерживать экстремальное значение регулируемого параметра.

Целью изобретения является повышение точности и надежности системы экстремального регулирования за счет исключения поисковых колебаний в экстремуме.

На чертеже изображена схема система экстремального регулирования.

Система экстремального регулирования содержит объект 1 регулирования, сумматор 2, амплитудный ограничитель 3, линейное корректирующее звено 4, фазосдвигающее устройство 5, синхронный детектор 6, исполни- ельный элемент 7.

Соединенные в замкнутый контур линейное звено, амплитудный ограничитель, сумматор и объект регулирования представляют собой автогенератор с изменяющейся амплитудой колебаний. Передаточная функция разомкнутой линеаризованной цепи такого автогенератора

WCn1) /j-v

Wtp; (I2- + 2ЈТр + 1)2 (1)

где К - произведение статических коэффициентов линейного звена и ограничителя в его линейной части; KffC - коэффициент передачи объекта по первой гармонике, величина и знак которого зависит от положения рабочей точки на экстремальной характеристике; Т, - постоянная времени и коэффициент демпфирования колебательного звена; р - оператор Лапласа.

оэ о о со

При замыкании такого звена единичной обратной связью получают автогенератор, амплитуда автоколебания которого зависит от коэффициента К„с, частота - от постоянной времени Т, а скорость затухания колебаний - от коэффициента демпфирования f .Знак коэффициента Кос зависит от знака отклонения от экстремума. В связи с этим контур автогенератора может замыкаться как положительной, так и отрицательной обратной связью. Годограф амплитудно-фазовой характеристики W(p) охватывает как точку (+1, j 0), так и точку (-1, j 0), что гарантирует возникновение автоколебаний как при положительной, так и при отрицательной обратной связи.При приближении к экстремуму Кас (по модулю) уменьшается, годограф стягивается внутрь единичной окружности и автоколебания срываются, Кос при этом стремится к нулю - обратная связь разрывается.

Система работает следующим образом.

При отклонении объекта 1 от экст- 1ремума его статический коэффициент передачи по первой гармонике К0 сотли чен от нуля и равен производной выходного сигнала по регулирующему воздействию dy/dx в точке отклонения. Как было указано выше, в замкнутом контуре: объект 1 - линейное звено 4 - амплитудный ограничитель 3 - сумматор 2 возникают автоколебания, частота которых определяется постоянной времент Т линейного звена 4, а амплитуда - коэффициентом Кас, т.е. величиной отклонения от экстремума и, следовательно, величиной производной dy/dx. Скорость нарастания амплитуды колебаний до установивше- гося значения и спадания по мере приближения к экстремуму определяется коэффициентом демпфирования линейного звена 4. Входной и выходной сигналы перемножают на синхронном детекторе 6. Если необходимо учесть инерционность объекта, то фазу входного сигнала регулируют с помощью фазосдвигающего устройства 5. Выходной сигнал синхронного детектора подают на исполнительный элемент 7, который вырабатывает регулирующее воздействие. Объект приближается к экстремуму, его коэффициент передачи уменьшается (уменьшается отклонение от экстремума, уменьшается

dy/dx) - падгет амплитуда автоколебания. По достижении экстремума,автоколебания срываются, так как Кос dy/dx 0. Обратная связь по первой гармонике разрывается (на других частотах автоколебания не возникают, так как линейное звено 4 является узкополосным фильтром). Движение системы прекращается. Система находится я покое до тех пор, пока не возникнут условия возбуждения автоколебания, т.е. не появятся отклонения от экстремума, что позволяет повысить ее точность и надежность.

Формула изобретения

Система экстремального регулирования, содержащая объект регулирова- ния, синхронный детектор, исполнительный элемент, сумматор, фазосдви- гающий элемент и амплитудный ограничитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее точности и надежности за счет исключения поисковых колебаний в экстремуме, в нее введено линейное корректирующее звено, вход которого соединен с выходом объекта, а выход - с входами ампли- тудного ограничителя и фазосдвигающего элемента, выход амплитудного ограничителя соединен с первым входом сумматора, подключенного выходом к входу объекта регулирования,первый и второй входы синхронного детектора соединены соответственно с выходом объекта и выходом фазосдвигающего элемента, а выход - с входом исполнительного элемента, соединенного выходом с вторым входом сумматора.

U

Изобретение относится к экстремальным системам регулирования с ак тивным поисковым сигналом. Цель изобретения - повышение точности и надежности системы за счет исключения поисковых колебаний в экстремуме. Это достигается введением линейного корректирующего звена, передаточная функция которого представляет собой произведение идеального дифференциатора и двух колебательных звеньев, в замкнутый контур, являющийся по сути автогенератором, амплитуда автоколебаний которого зависит от степени отклонения от экстремума и в экстремуме равна нулю. 1 ил.