СПОСОБ ДЕМПФИРОВАНИЯ ВЫНУЖДЕННЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯКОЛЕБАНИЙ Советский патент 1969 года по МПК G05B11/16 

Изобретение относится к области систем автоматического регулирования, в частности систем стабилизации.

Известные способы демпфирования вынужденных .колебаний систем регулирования, в которых для управления амплитудой автоколебаний иснользуют сигналы, пропорциональные скорости движения выходной координаты, неэффективны в условиях отсутствия информации о скорости.

Предложенный способ отличается от известных тем, что при нем измеряют раздельно длительность полуцикла автоколебания каждого нснолнитель1ного устройства, преобразуют результаты измерения в электрические сигналы, сравнивают эти сигналы и в соответствии со знаком разностного сигнала на границе зоны чувствительности донолнительно включают двигатель с большой длительностью нолуцикла и выключают двигатель при достижении ВЫХОДНОЙ координатой противоноложной границы зоны нечувств-ительности.

Это обеспечивает уменьшение амплитуды автоколебаний в системе с двумя нереверсивными релейными исполнительными услрожтвами и повышение экономичности исполнительных устройств при отсутствии инфор1мации о скорости движения выходной координаты.

Пусть замкнутая система регулирования состоит из объекта регулирования, измерительного устройства, усилителя-преобразователя и иснолнительного двигателя, имеющего релейную характеристику.

Дифференциальное уравнение движения объекта регулирования имеет вид

да /«д - тв, .(1)

где: ф - угловое отклонение объекта регулирования от заданного;

М„

М,

;/Ив -

т„ I ° /

/-момент инерции объекта регулирования;

%, ./Ид, -движущие моменты, .создаваемые раздельно двумя нереверсивными двигателямн;

MS - ностоянно действующий возмущающий момент.

В зависимости от управляющего сигнала с усилителя (сигнал 6у) момент, развиваемый двигателем, будет равен:

Жд.

Жд(у) 0(2)

вительности двигателя меньше зоны нечувствительности измерительного устройства, и ее мож.но не учитывать.

Измерительное устройство выдает сигнал f/иу , проиорциональный угловому отклонению объекта от заданного:

/СиуПрИ(р + 0

иу

О при + S

- АГиу ПрИср -о,

где /Сиу - крутизна измерительного устройства.

Усилитель-преобразователь усиливает сигнал, поступающий с измерительного устройства, и преобразует его в форму, необходимую для управления двигателем:

/у Ду/Гиу,(4)

где /Су-коэффициент передачи усилителяпреобразователя.

Уравнения (1) - (4), описывающие движение замкнутой системы, можно свести к виду:

прио - 8

при - о - 9 Ь (

при

По полученной системе уравнений (5) можно построить фазовый лортрет системы.

Фазовый портрет (см. чертеж) представляет собой семейство замкнутых фазовых траекторий типа «центр ; в системе имеется бесчисленное множество периодических движений, определяемых начальными условиями.

Фазовая траектория состоит из трех участков.

KaiK только угловое отклонение объекта от заданного станет больще величины зоны нечувствительности , включается двигатель, создающий момент на уменьщение углового отклонения (участок 1). При двигатель выключается, и объект движется под действием возмущающего момента (участок 2). В момент времени, когда , двигатель создает момент противопололшого знака, возвращая объект к заданному положению (участок -3). Таким образом, устанавливается колебательный режим с поочередным включением двигателя в одну или другую сторону.

Пусть при некоторых начальных условиях

о о

И Ц) в системе возникают автоколебания. При постоянно действующем моменте MB время работы двигателя в одну сторону будет меньще, чем в другую. Измеряя время работы двигателя в одну и другую стороны за один полный цикл и сравнивая эти времена, получают косвенную оценку направления возмущающего момента Мд и информацию для изменения параметров имеющегося предельного цикла. Если двигатель на участке 1 работает больщее время, чем на участке 2, то, преобразовав полученную разность времен в электрический сигнал, по его знаку подают команду на включение двигателя на участке 2 (который обычно включается при значении силнала ) при значении А б, т. е. в тот момент, когда производится отключение двигателя на участке 1 (точка Л). Отклонение объекта от заданного положения уменьщается, так как происходит парирование возмущающего момента в зоне нечувствительности, что прежде не обеспечивалось (участок-).

В .момент времени, когда , двигатель отключается (точка В), и объект движется под действием возмущающего мо.мента, причем угловое отклонение не превыщает величины 6, т. е. включения двигателя на работу в противоположном направлении не происходит.

Таким образом, в системе устанавливается новый предельный цикл с включением только

одного двигателя. Параметры лредельного цикла можно свести к допустимым соответствующим выбором величин движущих моментов Мд ,и коэффициентов передачи системы.

Предмет изобретения

Способ демофирования вынужденных колебаний систем регулирования, отличающийся тем, что, с целью уменьщения амплитуды автоколебаний.в системе с двумя нереверюивными релейными исполнительными устройствами и повыщения экономичности исполнительных устройств при отсутствии информации о скорости движения выходной координаты, измеряют .раздельно длительность полуцикла автоколебания каждого исполнительного устройства, преобразуют результаты измерения в электрические сигналы, сравнивают эти сигналы и в соответствии со знаком разностного сигнала на границе зоны чувствителыности дополнительно включают двигатель с больщей длительностью полуцикла и выключают двигатель при достижении выходной координатой противоположной границы зоны нечувствительности.