УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G05B11/01 G05B13/02 

Изобретение относится к системам автоматического управления.

Известные системы автоматического управления содержат последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, поляризованное реле и исполнительное устройство, соединенное с обьектом управления, выход которого соединен с одним из входов первого сумматора и через последовательно соединенные дифференциатор и блок умножения - с одним из входов второго сумматора.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем выход поляризованного реле соединен с одним из входов блока умножения через последовательно соединенные дополнительные ограничитель и интегратор.

Целью изобретения является обеспечение оптимального переходного процесса при ступенчатом входном сигнале при изменении параметров регулятора и объекта управления.

Па чертеже изображена блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит первый сумматор (гироскоп) /, второй сумматор 2, учитывающий сигнал нелинейной коррекции в соответствии с линией переключения, поляризованное реле 5, исполнительное устройство 4 (привод рулядвигателя с редуктором), объект управления 5 с переменным коэффициентом усиления, блок умножения 6, дифференциатор 7 (датчик

скорости стабилизируемого параметра - скоростной гироскоп), ограничитель 8 и интегратор 9.

Папряжение Ua, поступающее на вход блока умножения 6 устройства, пропорциональне скорости изменения выходной координаты ф,

Ua аф, где а - коэффициент усиления.

Па второй вход блока умножения 6 подается сигнал Ub, пропорциональный величине управляющего воздействия (углу отклонения руля)

Ub b-d,

где b - коэффициент усиления.

Перемножающее устройство осуществляет перемножение одной входной переменной на модуль второй

Uc. а-Ь (.

Угол отклонения руля исполнительного устройства 4 связан со скоростью изменения выходной координаты соотнощением

1

.

К,

и, следовательно.

Если выбрать

а-Ь

2/Cif/

где Ит - сигнал с выхода поляризованного реле 3, то сигнал Y соответствует оптимальной по быстродействию линии переключения при любом значении коэффициента /Са объекта управления

1 |1

о к г г 1 т 1tlTl

2/Cif/« ,

2/СхА:2У„

где /Ci и /Са - коэффициенты усиления соответственно исполнительного устройства 4 и объекта управления 5.

В процессе эксплуатации системы могут меняться не только коэффициент K.z, но и параметры /Ci и И-т- Отклонение текущих значений К и и т ОТ расчетного значения а-Ъ

.будут вызывать отклонение пере2-K.rUт

ходных процессов в системе от оптимальных по быстродействию. Для устранения влияния этих параметров на качество переходных процессов предлагается управляющее устройство, в которое введены ограничитель 8 величины управляющего сигнала на уровне

f/вых - ±.С const

И интегратор 9 со строго постоянным коэффициентом усиления

1(.)--,

где d const,

5 - оператор Лапласа.

Если при нулевых начальных условиях интегратора 9 исполнительного устройства 4 и объекта управления 5 приложить ступенчатое рассогласование, то скорость движения объекта управления 5 изменится по закону

.KjJJi. K,,

где t - переменная интегрирования (время), а выходное напряжение интегратора 9 - по закону

t и lc-d-d c-d-t.

Переменные ф и t/d связаны соотношением

и

.-K,-U.

c-d

или соотношением

cd

и,

Сигнал на выходе блока умножения 6, осуществляющего умножение одной входной величины на модуль второй, удовлетворяет соотношению

. /„ у|у|

К1-К,-и„

Если выбрать

c.d .

где d - коэффициент усиления интегратора 9, то сигнал нелинейной коррекции моментов переключения реле

Т ,.

KiK.

будет соответствовать оптимальной по быстродействию линии переключения при любых значениях коэффициентов Ki и /(2 и любой величине управляющего сигнала.

В реальных управляющих устройствах вместо интегратора 9 целесообразно использовать апериодическую / С-цепочку с достаточно большой постоянной времени, а умножение полученного напряжения на модуль угловой скорости осуществлять на потенциометре скоростного гироскопа.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического управления, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, поляризованное реле и исполнительное устройство,

соединенное с объектом управления, выход которого соединен с одним из входов первого сумматора и через последовательно соединенные дифференциатор и блок умножения - с одним из входов второго сумматора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения оптимального переходного процесса при ступенчатом входном сигнале при изменении параметров регулятора и объекта управления, в нем выход поляризованного реле соединен

с одним из входов блока умножения через последовательно соединенные дополнительные ограничитель и интегратор.

8 -i

cL