Регулятор с переменной структурой Советский патент 1983 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится к устройствам автоматического управления и найти применение в приборостроении при разработке систем управления объектами при наличии нестационарных внешних возмущений.

Известен регулятор с переменной структурой, включающий в себя каналы формирования непрерывной и дискретной компонент управления, содержащий формирователи сигнала управления и линии переключения, блок сравнения знаков, коммутатор, сумматор и имеет невысокую надежность L1 ,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор с переменной структурой, содержащий формирователь сигнала управления, последовательно соединенные формирователь линии переключения, блок сравнения знаков, переключатель и сумматор, второй вход которого соединен с вторым входом блока сравнения знаков и с выходом формирователя сигнала управления, и последовательно соединенные источник опорного сигнала и пороговое устройство, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала управления, а выход - с сигнальным входом

переключателя Г.

Существеннымнедостатком этого регулятора является невысокая на10дежность канала формирования дискретной компоненты, обусловленная введением в этот канал двух дискретных звеньев: порогового устройства и переключателя, фактор понижения на15дежности обуславливаете значительным интервалом времени холостого срабатывания переключателя при пропускании сигнала управления пороговым устройством (малые сигналы рассогла20сования) , что соответственно уменьшает надежность работы регулятора при отработке нестационарных внешних возмущений.

Цель изобретения - повышение надежности функционирования регулятора.

Поставленная цель достигается тем что в регулятор, содержащий формирователь сигнала управления, последовательно соединенные формирователь линии переключения и блок сравнения знаков, последовательно соединенные источник опорного сигнала и порогевое устройство и последовательно соединенные переключатель и сумматор второй вход которого соединен с вторым входом блока сравнения знаков и с выходом формирователя сигнала управления, введен усилитель-инвертор, подключенный выходом к сигнальному входу переключателя 5 а входом - к вторым входам сумматора и порогового устройства, третий вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока сравнения знаков и с управляюи1им входом переключателя.

Такое формирование регулятора позволяет исключить холостую работ переключателя при отработке малых синалов управления (значение сигнала непрерывной компоненты или состояния меньше порогового) и повысить ча дежность работы при отработке возмущений, обуславливающих превышение сигнала непрерывной компоненты над пороговым значением.

На чертеже представлена блок-схема регулятора.

Регулятор содержит формирователь 1 линии переключения, блок 2 сравнения знаков, формирователь 3 сигнала управления, усилитель-инвертор , коммутатор 5, сумматор 6, пороговое устройство 7 источник 8 опорного сигнала, переключатель У, фазовые координаты Ху , х системы регулирования, сигнал S переключения, непрерывную компоненту U сигнала управления, логические сигналы , , дискретную компоненту (2. сигнала управления, сигнал (У управления, промежуточный сигнал и , опорный сигнал Е

формирователь 3 формирует сигнал управления непрерывной компоненты, а устройства , 2, k, дискретную компоненту посредством переменной структуры. Блоки обеспечивают вы бор режима управления: по непрерывной компоненте или в режиме с переменной структурой.

Регулятор работает следующим образом.

На основе измеряемых фазовых координат х и X системы в формирователе 3 формируется сигнал управления и л .j, где а , передаточные коэффициенты, а в формирователе 1 - сигнал функции переключения 5 с, , где с и c const.

Блоком 2 сравнения знаков формируется логический сигнал f в следующем виде:

(О и,970, , V р .

Устройство 7 не пропускает сигнал ifp при |Ь)|-: (х)Е) и пропускает сигнал Ц при (|х)7/Е), т.е.

iixp/O, IQ iu, (i)), ьдесь IX I -- ,

Дискретный сигнал U формируется по сигналу U усилителем при к f0 следующим образом. Источник 8 опорного сигнала коммутатора 5 задает опорный сигнал Е, исходя из необходимого сочетания управлений, формируемых переменной структурой и структурой с постоянными параметрами для обеспечения оптимального качества работы при отработке малых и больших сигналов: при отработке малых сигналов действует непрерывная компонента, отработка больших сигналов осуществляется переменной структурой в режиме переключения или скольжения. В пороговом устройстве 7 коммутатора 5 производится оценка модуля сигнала U.{jx/) с опорным сигналом Е {E const, Е О) и выделение сигнала Ц в зависимости от результатов сравнения:

При ) {|хИЕ) пороговое устройство 7 не пропускает сигнал f , т.е.Ц|ц.0, переключатель 9 разомкнут сигнал U,,

При ) Щ;. ()х|)7/Е) пороговое устройство 7 пропускает в соответствии с (2) сигнал ф«,, переключатель 9 замыкается и в этом случае , где U

- k. - передаточный коэффициент усилителя-инвертора 4,

При Ф| , переключатель 9 разомкнут и .

Таким образом в режиме при ) U. ЬЕ () изменение сигнала нР аналогично изменению сигнала в соответствии сd}, т.е. дальнейшее прохождение сигнала U обуславливается переменной структурой. Сумматор 6 формирует выходной сигнал управленияО на основе сигналов U. и U , т.е. (Ъ)

Таким образом, при малых значениях сигнала j U | (|х|) осуществляется режим управления без переключения управленияСТ Ui и может быть адаптивным - с изменением параметров аJ, а. или неадаптивным, но со значениями этих параметров, обеспечивающими устойчивость при имеющемся диапазоне нестационарных динамических коэффициентов объекта.

При . (|х|7/Е) регулятор обепечивает выбор управления с режимом переменной структуры

lu.H-K) 1,-.,

( и 1 .

Сигнал (У воздействует на исполнительные органы объекта,25

Предлагаемый регулятор, по сравнению с известными позволяет упростить канал дискретной компоненты, исключает холостую работу переклю- зо чателя, так как исключается его коммутация при (/х/чЕ) и за счет

этого обладает более высокой надежностью.

Формула изобретения

Регулятор с переменной структурой, содержащий формирователь сигнала управления, последовательно соединенные формирователь линии переключения и блок сравнения знаков, последовательно соединенные источник опорного сигнала и пороговое устройство и последовательно соединенны переключатель и сумматор, второй вхо которого соединен с вторым входом блока сравнения знаков и с выходом формирователя сигнала управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, регулятор содержит у силитель-инвертор, подключенный выходом к сигнальному входу переключателя, а входом - к вторым входам сумматора и порогового устройства, третий вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока сравнения знаков и с управляющим входом переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 551609, кл. G 05 В 13/02, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2822571/18-2 ,кл, G 05 В 13/02,1980 (прототип).

/V /

Ч)

W

-

/x/vx

l-rt

о-

/

-4/

t

Т

/V

|,Ц-.|,