Устройство для управления объектом Советский патент 1982 года по МПК G05B5/01 

1

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для управления структурно-неустойчивыми объектами.

Известна цифровая система автоматического регулирования, содержащая уст ройство сравнения, преобразователь коданалог, сумматор и исполнительный орган, связанный с объектом регулирования fl.

Однако данная система не обеспечивает регулирования структурно-неустойчи вых объектов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство. для цифрового управления, содержащее генератор импульсов, сумматор и последовательно соединенные блок сравнения, первый и втфой входы которого подключены к соответствующим входам устройства, и цифроаналоговый 1феобразова- .

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности управления структурно-неустойчивыми объектами, что сужает область его применения.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены делитель яастоты, инвертор, триггер. Первый и второй ключи, выходы которых соединены соответ,Q ственно с первым и вторым входами сумматора, угравпяющне входы т с первым и вторым выходами триггера, а информационные входы - с выходом инвертора и выходом ци(}роаналогового 1фе.

,5 образователя, причем выход генератора импульсов подключен к входу триггера и через делитель частоты к третьему входу блока сравнения, вход инвертора к выходу дифроаналогового преобразо20 вателя, а выход cyJMматера - к выходу устройства.

На фиг. I приведена блок-схема устройства для управления объектом; на фиг. 2 - структурная схема контура управпения с диаграммами сигналов, поясняющими работу устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 сравне шя, цифрсаналоговый преобразователь 4, инвертор 5, первый ключ 6, сумматор 7, второй ключ 8 и триггер 9, Устройство предназначено для упраВ ления объектами с передаточной функцией вида (/(р;-P Olp) где .R(p ) многочлен степени , не имеющий нулевых корней. Q(p) - многочлен степени Yt (и 7 ум 7; не имеющий нулевых корней. Работа устройства происходит следую щим образом. Последовательность импульсов с выхо да генератора 1 через делитель 2 часто ты с коэффициентом деления 2 wi подается на первый вход блока 3 сравнения. При постуилении каждого нового импульса по первому входу блок 3 сравнен формирует код ошибки регулирования, вы читая из задающего воздействия выходной сигнал объекта Ю управлешш. Код сшибки преобразуется в аналоговый сигнал цифроаналоговым преобразователем 4 и подается через ключ 8 и последовательно соединенные 1швертор 5 и ключ 6 на входы сумматора 7. В каждый текущий момент времени один из ключей находится в открытом, а другой - В закры том состоянии. Ключи изменяют свое состояние четное число раз за период управления, в результате чего сигнал на выходе сумматора 7, оставаясь постоянн по величине, четное число раз меняет свою полярность. Управление состоянием ключей производится сигналами с прямого и инверсного выходов триггера 9, на счетный вход которого подаются им-пульсы с выхода генератора 1 импульсо Характер преобразования сигнала при прохождении через отдельные звенья объ ектом управления иллюстрируется кривыми на выходе звеньев (фиг. 2), Пусть на вход устройства 11 управления поступает ступенчатый сигнал. Устройство формирует из него двухпол5фное управля ющее воздействие как описано. После прохогкдення через интегрирующее звено управляющий сигнал приобретает ферму треугольных импульсов, амплитуда которых пропс циональна величине ошибки. После 1рохождения через инерционное зв 24 но импульсы сглаживаются, т.е. из последовательности ,импульсов выделяется постоянная составляющая, пропорциональная величине ошибки регулирования. Требуемое качество сглаживания обеспечивается выбором выходной частоты генератора 1 (фиг. 1) и кoэффициeнta деле- шя делителя 2 частоты. Таким образом, преобразование сигнала ошибки при прохождении через устройство управления, интегратор и инерционное звено эквивалентно его преобразованию при прохождении через безинерционный усилитель и инерционное звено. Закон изменения ошибки в рассмотренной системе близок к соответствующему закону при пропорциональном управлешш структурно-устойчивым объектом с передаточной функцией вида , Pu p -iMT P+i; Поэтому в данном случае использование устройства обеспечивает возможность стабилизации объекта управления. При этом не .требуется изменение структуры объекта управления и введение дополнительной жесткой обратной связи, что позволяет применять предлагаемое устройство к более широкому классу объектов. формула изобретения Устройство для угфавлешш объектом, содержащее генератор импульсов, сумма-, тор и последовательно соединенные .блок сравнения, первый и второй входы которого подключены к соответствующим входам устройства и ци(|роаналоговый преобразователь, отличающееся тем, что, с целью расшщзения области применения, в него введены делитель частоты, инвертор, триггер, первый н второй ключи, выходы которых соединены соответственно с первым н вторым входами сумматора, управляющие входы с первым и вторым выходами триггера, а информационные входы - с выходом инвертора и выходом иифроаналогового . преобразователя, причем выход генератора импульсов подключен к входу триггера .и через делитель частоты к третьему входу блока сравнения, вход инвертора к выходу иифроаналогового преобразователя, а выход сумматора - к выкоду устройства. Источники информации, гфшштые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 546855, кл. G 05 В 19/20, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 339905, кл. Q 05 В 15/02, 1971 (прототип).

Фиг.1

1

«Nl

«i

IЭ