УСТРОЙСТВО для РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ1Пвте''''''*т>&т -.СП.».---,.-...-|ПДьЕ>&>&?и«}-11):;,^л;?^;йГ БКЗ/!ИОТ:-КА ^ Советский патент 1973 года по МПК G06G7/66 

Изобретение относится к аиалоговой вычислительной технике и нредназначено для использования на. электрических моделях для решения KpaieBbix задач теории .поля - Ссетках. Применение предлагаемого устройства 1НОЗВОЛИТ расширить возможности существующих моделей, приобщив их к решению одного класса задач оптимального управления системами с распределенными параметрами, а именно к определению управляющих воздействий, обеспечивающих оптималъный по быстродействию нагрев твердого тела до максимально достижимой температуры при ограничении на градиент температуры. Паприм,ер, требуется Н1айти 01итимакпьн1ые режимы эксплуатации энергетического оборудования в переходных режимах. При этом, томимо ограничений на управляющие воздействия, из требований .надежности накладываются также ограничения на величи1ны градиеитов температуры, которые определяют значения термических напряжевий в эле.мен1тах конструкции.

Методы математической теории оптим.альнюго управления системами с распределенными параметра,ми не позволяют в общем; виде рещить 1поставленную задачу, вследствие сложности геометрической формы реальных тел и жесткости специальных ограничений. Поэтому В настоящее время .поиск оптимального по быстродействию режима работы энергетического обо.рудования производят в ОСНОВНОМ Hia фактическом материале эксплуатации с коррективами для граничных услоВИЙ, полученными в результате решения прямой задали теплопроводности. При этом определяют температурное поле, .соответствующее заданным граничным условиям, для чего испо.льзуют электрические модели.

В случае сОблюдения необходимых ограничений .сравнивают время переходного процесса при данных граничных условиях со временем ранее рассмотренного процесса с другими граничны.ми условия|МИ. П.роцесс с минимальным временем считается оптимальпым. Поми|мо большой трудоемкости, такой путь не всегда 1прнводит к отысканию единственного возможного оптимального управления.

В настоящее время .нет принципиальных

трудностей для реиления еа моделях линейных и нелинейных, прямых и обратных задач теории поля с произвольными граничными условиями. В то же время возможности .моделей ограничиваются в основном определеиием температурного поля исследуемьрх тел при заданных граничных условиях. Для решения задач управления система.ми с распределе1нньши параметрами модели не используются., что ограничивает их примепение.

Для расщиревия класса рещаемых задач

предлагаемое устройство содержит формирователь и два ограничителя, подключенные к входам усилителя,, выход, iKOTOpoiro соединен; с входом пер;вого ограничителя, а в%од второго ограничителя подключен к выходу управняемого стабилизатора то;ка.

На, чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Формирователь 1 .предназначен для формирования скачка напря/жения., амнлитуда которого пропорцион1альна ма|Ксимальному зн ачевию управляющего воздействия - температуры среды. В ;качесТ|Ве формИ|рователя может быть использовап триггер с раздельными ;входами, включаемый в момент «ачала решения задай и выключаемый в момент окончания..

Усилитель 2 постоянного т-о-ка с большим коэффициентом усилия Д имеет три суммирующих входа.

Управляемый стабил /затор 3 .преобразует напряжение, поря/лпаюигее с усилителя 2 В т, зада1таемъ ||р1ерг,з граничный резистор 4 вгграничную точку / С-сетки 5, моделирующей исследуемое тело.Г райи Ч НИИ резистор 4 1предназначен для моделирования интенсивности теплообмена а на поверхности тела с граничными условиями третьего рода, которые рассматриваются как наиболее общие.

В случае граничных условий первого или второго рода устройство использу1ется для определения оптимальных законов изменения во времени, температуры ва- поверхности тела и поверхностной плотности теплового потока.

Ограничители 6 т 7 представлятот собой нелинейности типа зоны нечувствительности.

Их выходное напряжение равно нулю, пока входное менъще порога срабатывания Уср.

Порог чувствительности огра,ничиггеля 6 равен .напряжению, соответствующему допустимому уровню температурного градиента.

Решение задачи шачиняется в момент подачи на вход усилителя 2 скачка напряжения с формирователя / а.мплитудой с., Так как усилитель охвачен обратной связью, в цепь которой включав ограничителе 6, в процессе решения напряжение н,а входе стабилизатора тока 3 будет стабилизировано на уровне пока напря;жение на ограничителе 7 равно нулю. При этом в модель течет ток, величина которого постоянна и равна допустимой величине. КяК только величин а нлорян жепия на выходе ста|билизатора 3 достигает уровня макси.мального значения, срабатывает ограничитель 7, что приводит IK стабилизации этого напря|же1ния иа достигнутом уровне.

В течение времени стабилизации, напряжения на выходе стабилизатора 5, блок 6 отключается, и напряжение на ограничителе 6 равно нулю.

Предмет изобретения

Устройство длЯ| решения задач оптим ального управления, содержащее Последовательно соеднненные усилитель и управляемый стабилизатор тока, .подключенный к У С-сетке., отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит формирователь и два ограничителя, подключенных к входам усилителя, выход которого соединен с входом первого ограничителя, а вход второго ограничителя соединен с выходом управля.емого стабилизатора тока.

Т

L