СПОСОБ ПОИСКА ЭКСТРЕМУМА БЕЗЫНЕРЦИОННЫХОБЪЕКТОВ Советский патент 1971 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к средствам автоматического управления и регулирования, а именно к системам экстремального регулирования (СЭР). Оно быть исиользовано в случаях, когда для безынерционных объектов с симметричной экстремальной характеристикой требуется высокая точность поиска экстремума ;при наличии иомех на выходе объекта.

Известен способ поиска экстремума безыиерпионных объектов с симметричной экстремальной характеристикой, осуществляемый с постоянной скоростью Поиска реверсированием по способу запоминания экстремума и отключением системы поиска в окрестности экстремума.

Недостатком этого способа является малая точность поиска экстремума, обусловленная обязательным удалением от экстремума на величину зоны реверса. Следует отметить, что чем больп1е зона реверса, тем лучше соот юшение между полезным сигналом и помехой, т. е. чем больше погрешность отыскания экстремума, тем выше помехозащипденность.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что выбирают зону реверса из условия требуемого соотношения сигнал/шум, при первом проходе экстремума запоминают время движения системы от точки экстремума до точки реверса, а при движении системы в обратном направлении, выключают поиск через запомненный промежуток времени.

Знак входной величины безынерционного объекта с симметричной экстремальной характеристикой формируется по способу запоминания экстремума, и после второго реверса

при возврате системы к экстремуму движение в ней прекращается, в момент прохождения точки экстремума. Выбор зоны реверса обеспечивает системе необходимую помехозащищенность, а отключение в точке экстремума -

высокую точность поиска.

На фиг. 1 изобрал ена функциональная схема экстремальной системы,реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2 - экстремальная характеристика объекта и траектории движения системы в соответствии с предлагаемым способом.

Система (см. фиг. 1) содержит безынерционный объект регулирования О с симметричной экстремальной характеристикой y f(x}, изображенной на фиг. 2, устройство запоминания экстремума - УЗЭ, триггер реверса Г,, элемент задержки ЭЗ, триггер Т-2 включения и отключения системы, логическую часть системы ЛОГ, регулирующий орган РО и блок запуска БЗ.

Устройство запоминания экстремума УЗЭ служит для выделения сигнала, пропорционального отклонению выходной величины от ее экстремального значения. При движении сив УЗЭ запоминается эк:тремальное значение выходной величины, н при дальнейшем движении системы оно сравнивается с ее текущим значением. Как только текущее значение превысит экстремальное (для экстремума-минимума) на величину зоны реверса, на выходе УЗЭ формируется имнульс.

При наличии иомех 01феделеииой величины на выходе объекта зона реверса выбирается так, чтобы соотиощение между величинами зоны реверса и иомех было достаточным для достижения необходимой помехоустойчивости.

Триггер TI представляет собой симметричный триггер с двумя устойчивыми состояниями. При иодаче на его вход имнульса с УЗЭ он изменяет свое состояние.

Нагрузкой триггера являются электромагнитные реле, контакты которых используются для управления исполнительным двигателем.

Элемент задержки ЭЗ служит для формирования выходного импульса, задержанного относительно входного на определенную величину. Входным импульсом ЭЗ является положительный импульс с выхода триггера Г|. Время задерл ки равно времени системы от точки экстремума до точки реверса (соответственно точки 3 Л 4 ка фиг. 2).

Триггеры TI и TZ аналогичны. Входной величиной триггера Т является имиульс с элемента задержки.

Логическая часть системы ЛОГ предназначена для включения, реверсов и отключения системы поиска. Она выполнена на контактах реле, являющихся нагрузкой триггеров Т и Т..

Регулирующий орган РО с постоянной скоростью движения служит для изменения регулирующего воздействия X. Уиравление регулирующим органом осуществляется через логическую часть системы.

Блок запуска БЗ устанавливает триггеры TI и TS в исходное состояние в начале рабочего цикла и вырабатывает импульсы, поступающие на сбросовые входы триггеров.

Система работает следующим образом.

Пусть начальное положение системы в момент запуска соответствует точке / на экстремальной характеристике (см. фит. 2). При подаче с блока запуска сбросовых импульсов на триггеры TI и Га последние устанавливаются в исходное состояние. При этом на двигатель регулирующего органа подается нанряжение - L/a которое проходит через клапан «Hi, открытый триггером TI, сборку «ИЛИ и клаиан «Из, открытый триггеров. TZ. Таким образом, регулирующее воздействие изменяется в сторону увеличения, и система движется от точки/к точке 2. Как только текущее значение выходной величины превысит за:помие11ное значение (в данном случае соответствующее точке /) на величину зоны реверса, на выходе

УЗЭ появляется и.мпул1 с, который изменяет состояние триггера TI. При этом иа выходе триггера Т высокий уровень сменится на низкий, т. е. сформируется отрицательный импульс, не изменяющий состояние 53. Одновременно открывается клапан «Из и закрывается клапан «Hi. Тенерь на двигатель подается напряжение - UQ, т. е. в системе происходит реверс (точка 2 на фиг. 2) и она начинает двигаться к экстремуму (участок 2-3 на фиг. 2). При ирохождеиии экстремума в УЗЭ заиоминается значение г/о и как только система достигнет точки 4, происходит второй реверс, после которого система снова возвращается к экстремуму (участок 4-5}. Второй реверс система осуществляет всегда в точке, удалеипой от экстремума на одно и то же расстояние по оси X, определяемое величиной зонм реверса.

В нроцессе второго реверса на выходе триггера TI низкий уровень сменяется на высокий, и на вход ЭЗ поступает положптельный импульс, которым он запускается. Через промежуток времени, равный времени задерл ки, на выходе ЭЗ формируется импульс, изменяющий состояние триггера TZ. На выходе триггера Га высокий уровень сменяется на низкий, в результате чего клапан «//а закрывается, прекращается подача напряжения на двигатель, и система останавливается. Так как время задержки равно времени движения системы от точки 3 до течки 4 или (то же самое), от точки 4 до точки 5, то система отключается как раз в точке экстремума.

Таким образом, в отличие от известных способов поиска экстремума, в данном случае исключается влияние величины зоны реверса на точность поиска. Выбирая величину зоны реверса из условия необходимой помехозащищенности, и можно благодаря возврату к эксстремуму и отключению в точке экстремума одновременно обеспечить высокую точность поиска.

Предмет изобретения

Способ поиска экстремума безынерциониых объектов с симметричной экстремальной характеристикой, осуществляемый с постоянной скоростью поиска реверсированием но способу запоминания экстремума и отключением системы поиска в окрестности экстремума, отличающийся тем, что, с пелью повышения точности поиска при необходимой помехозащищенности, выбирают зону реверса из условия требуемого соотнощения сигнал/щум, при первом проходе экстремума запоминают время движения системы от точки экстремума до точки реверса, а при двилчении системы в обратном направлении выключают поиск через запомненный нромел уток времени.