Система стабилизации Советский патент 1993 года по МПК G05B11/14 

1 при S h

при -h S -1 при -h S

(7)

(предполагается, для простоты изложения, что гистерезис релейного блока 3 отсутству- ет).

Формирователь выходных импульсов 4 обеспечивает передачу сигнала UP6 и при этом формирует запаздывание Т на выключение (фиг.З)

Т-То + Т;

т,

(8)

где То - начальное запаздывание;

Тт - запаздывание, зависящее от абсолютного значения сигнала т..

Исполнительные органы преобразуют сигнал Уф в вид

Z -Уф,

(9)

0

5

0

Далее, при переходе границы Р в ПД-ре- гуляторе возникает скользящий режим, при котором наблюдается импульсная работа ТРБ 3 (вопрос об импульсной работе блоков 4 и 5 рассмотрен ниже).

В скользящем режиме S О, S h.

В процессе движения от линии Р до линии (или La)среднее значение UP6 сигнала Up6 изменяется от 1 до 0. Условие Up6 0 означает переход линии выключения La (или ).

При изменении сигнала m (на линейном участке характеристики усилителя с ограничением 10) линия L2 определяется выражением

L2:Y Km)h-X) (14) При m mmax, с учетом (4)

La:Y -mmax (15)

где Кф - коэффициент, зависящий от эффективности ИМ 5.

Пусть, например, в некоторый момент изображающая точка М на фазовом портрете занимала положение М0 с координатами X О, Y 0, сигнала UP6 Т-РБ 3, исходя из предыдущих событий, равен нулю, а переходные процессы в динамических звеньях, вызванные начальными возмущениями (например, от включения питания прибора), закончились.

Тогда, для линейных зон датчиков 1 и 2, исходя из (2 - 5), можно записать

S Km -N + Y

(Ю)

Или с учетом (б)

S Km -(X-S) + Y (11) С учетом того что

X Y S X

(12)

При попадании т,М на границу зоны нечувствительности h (Ml) ТРБ 3 последний включается; вследствие этого ИМ 5 начинает формировать управляющее воздействие на объект управления 12. (Отсюда следует, что

L1 :X h)

В результате указанного воздействия т.М движется по траектории М1 - М2 до тех пор, пока S : h. На этом участке сигнал S определяется выражением

S-Km X.-Кт -S + Y.-K - UP6 (13)

Влияние формирователя выходных импульсов 4 на процесс управления следующее.

В процессе движения от т. Мз до т. Мз частота включения ТРБ 3 изменяется от максимальной (теоретически - от бесконечной, реально от единиц, десятков килогерц) до

нуля. Если Т (8) больше паузы Тп (фиг.З) между импульсами на выходе ТРБ 3, то выходной сигнал блока 4 непрерывный (т.к. выходной сигнал ОУ 13 не успевает выйти за границу зоны нечувствительности РЭ 14 фиг.4). В противном случае выходной сигнал блока 4 - импульсный.. При практической реализации следует стремиться к достижению высоких частот скользящих режимов, т.к. при этом можно уменьшить значение

начального запаздывания То. Это способствует уменьшению возможного перерегулирования (участок Мз - Мл) по скорости. Для того, чтобы повысить помехоустойчивость процесса в скользящем режиме и обеспечить возможность независимости регулировки Т0 и Тм) используется связь между блоками 10 и 4:

| М |

где Кф-определяется значением резистора 17.

Следовательно, построение системы Стабилизации обеспечивает любое требуемое качество переходных и установившихся значении при выборе параметров

h, Km, ГПтах, fflmin, К.

Точность системы стабилизации увеличивается также за счет расширение динамического диапазона ПД-регулятора, что

следует из выражения (15) - линии отключения имеют бесконечную протяженность. Следовательно при любых начальных скоростях Y вне зависимости от значения уровня ограничения датчиков первичной информации обеспечивается расширение динамического диапазона работы следящей системы, Кроме того, следует указать на повышение помехоустойчивости устройства, обеспечиваемое фильтрацией всех сигналов, поступивших на релейный блок. л .

Формул а изобретени я Система стабилизации, содержащая1 сумматор, интегратор и последовательно соединенные трехпозиционный релейный блок и формирователь выходных импульсов, подключенный управляющим входом к выходу усилителя с ограничением, а выходом

-к входу инвертирующего релейного исполнительного механизма, связанного с объектом управления, а также датчик положения, установленный на объекте управления, о т личающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в ней установлен дат- чик скорости объекта управления, установленный на объекте управления, выход датчика скорости объекта управления

соединен с первым суммирующим входом интегратора, подключенного вторым суммирующим входом к выходу усилителя с ограничением, вычитающим входом - к выходу трехпозиционного релейного блока а выходом - к входу трехпозиционного релейного блока и к вычитающему входу суммвтс, а, соединенного суммирующим входом с выходом датчика положения, а выходом - с входом усилителя с ограничением.