СПОСОБ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЛЕЙНЫХ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Советский патент 1972 года по МПК G05B13/00 

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования.

Известны способы регулирования релейных автоколебательных систем, основанные на измерении текущих значений амплитуды и частоты автоколебаний системы, сравнении их с номинальными значениями и изменении параметров системы в зависимости от отклонений текущих значений амплитуды и частоты автоколебаний системы от номинальных.

Однако известные способы регулирования не обеспечивают устойчивой работы релейных экстремальных систем при действии монотонных возмущений и для поиска экстремума требуется большое время.

Целью изобретения является повышение качества регулирования и уменьшение времени поиска экстремума систем при действии на них различных возмущающих воздействий.

Поставленная цель достигается тем. что в зависимости от отклонений параметров установившихся автоколебаний от номинальных значений изменяют задающее воздействие системы.

Способ предназначен для управления объектами, имеюи ими экстремальную дрейфующую зависимость выходной величины от входной, и обеспечивает поддержание в процессе регулирования экстремального значения выходной величины.

На фиг. 1 представлена схема, реализуюш.ая способ; на фиг. 2 - фазовый портрет

системы при работе на экстремуме характеристики объекта.

Объект регулирования / с экстремальной характеристикой 2 включают в цепь обратной связи интегратора 3, входящего в контур регулирования входной величины х объекта. Этот контур является основным контуром системы. Объект регулирования может иметь на входе и на выходе инерционные звенья 4 и 5. Задающее воздействие g основного контура

регулирования системы подается с оптимизатора 6. В основной контур регулирования помимо интегратора 3 входят оптимальное корректирующее устройство 7, состоящее из функционального преобразователя 8 и дифференциатора 9; релейный двух- или трехиозиционный элемент 10, сервомеханизм )/ иостоянной скорости. В основном контуре системы имеется временное запаздывание (, которое может быть обусловлено либо запаздыванием релейного элемента 10, либо сервомеханизма //. Оптимизатор 6 вынесен из основного контура регулирования системы и состоит из измерителя 12 амплитуды е„ или частоты / автоколебаний основного контура системы, релейного трехпозиционного

элемента 13 и интегратора 14, на выходе которого формируется задающее воздействие g основного контура. Перед входом релейного элемента 13 текущее значение „ амплитуды или частоты / сравнивают с заданным номинальным значением з,„э или /э.

Если задающее воздействие g равно величине А-„, соответствующей экстремуму характеристики объекта, то в основном контуре системы устанавливаются онтимальные автоколебания с амплитудой и частотой /э равными номинальным значениям. Разность текущих значений амплитуды е или частоты / и номинальных - е,„э, /э на входе релейного элемента 13 равна нулю, и задающее воздействие g ноддерживается ностоянным. Параметры автоколебаний Е,„Э, /э при нахождении системы на экстремуме характеристики онределяются только параметрами регулятора системы, так как колебания величины х не нроходят через объект,- т. е. цепь нелинейной обратной связи, охватывающей интегратор 3, обрывается. Параметры регулятора постоянны и известны, следовательно, известнь и постоянны параметры автоколебаний г,„э, э, которыми сравниваются текущие значения ,„ и /. При смещении экстремума отиосительно величины х рабочая точка системы окажется на левом или нравом склонах характеристики объекта. При этом колебания величины X начинают проходить на вход интегратора j -. - объект регулирования, т. е. появляется обратная связь, что приводит к изменению параметров автоколебаний. Если экстремум сместится в сторону больших значений величины х, то система окажется на левом склоне характеристики объекта. При этом обратная связь становится отрицательной, амплитуда автоколебаний уменьщается, а частота увеличивается. Под действием рассогласования, появивщегося на входе релей)юго элемента 13, интегратор 14 начинает увеличивать задающее воздействие до тех нор, пока оно не станет равным величине х„, соответствующей новому местоположению экстремума. Если же экстремум сместится в сторону меньщих значений величины х, система окажется на правом склоне экстремальной характеристики. Обратная связь становнтся положительной, амплитуда автоколебаний увеличивается, частота уменьшается. Рассогласование на входе элемента 13 имеет другой знак по сравнению с нредыдущим случаем, и интегратор 14 начинает уменьшать задающее воздействие g.

В основном контуре регулирования системы формируют закон управления в виде:

..s-:-2/r,,./f,,-ex

к sign si 1 /

2/f,./r/c

Такой закон управления обеспечивает оптимальные по быстродействию переходные процессы и автоколебания с минимальным для данного запаздывания в периодом при работе системы на экстремуме характеристики объекта.

Приведенный выше оптимальный закон управления отображается на фазовой плоскости . 6 линией управления POP. Переходные процессы, начинающиеся при различных начальных положениях изображающей точки (iVo, .Vy, О, ), заканчиваются установлением автоколебаний с предельным циклом ЛС|ЛС2/4 за одно нереключенне релейного элемента 10 (точки 5, S, а, Ь). Лмнлитуда автоколебаний равна

,„э /f;j.-/Cf0-, а частота f - ----7-

Предмет изобретения

Способ экстремального регулирования релейных автоколебательных систем, основанный на измерении текущих значений амплитуды и частоты автоколебаний системы л сравнении их с номинальными значениями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и быстродействия при уменьшении амплитуды и yвev ичeнии частоты автоколебаний системы, задающее воздействие увеличивают, а при увеличении амплитуды и уменьщении частоты автоколебаний задающее воздействие уменьшают.