Система керування

Система керування, що містить об'єкт керування, що складається з п послідовно з'єднаних інерційних ланок, модель об'єкта керування, два суматори, перший із яких входом, що підсумовує, підключений до виходу моделі об'єкта керування, а виходом, що віднімає, - до виходу об'єкта керу вання, зворотну модель об'єкта керування, два підсилювачі, яка відрізняється тим, що на вхід, що підсумовує, першого підсилювача надходить сигнал завдання, а п його входів, що віднімають, з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ п виходами моделі об'єкта керування, вхід якої підключено до входу першого підсилювача, що також з'єднаний із першим входом другого суматора, другий вхід якого підключений до виходу другого підсилювача, п+1 входів, що підсумовують, якого з'єднані з п виходами зворотної моделі об'єкта керування і з виходом першого суматора, що також підключений до входу зворотної моделі об'єкта Винахід відноситься до автоматичного керування і може знайти застосування для керування об'єктами, параметри яких змінюються в широкому діапазоні, а також при неможливості виміру проміжних фазових координат об'єкта Відома система керування, що містить суматори, перші входи яких з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ виходами моделі об'єкта керування, другі входи із ВІДПОВІДНИМИ виходами об'єкта керування, а виходи - із входами ВІДПОВІДНИХ підсилювачів, релейний елемент, входи якого з'єднані з виходами підсилювачів, а вихід підключений до входу об'єкта керування (Авт свід СССР № 847272, кл G05B 13/00, опубл БИ №26, 1981) Недоліком такої системи є низька точність при дії впливів, що збурюють, на об'єкт, викликана суперечністю в інформації про стан об'єкта, що полягає в тому, що відхилення фазових координат від їхніх заданих значень до місця дії збурення і після нього мають протилежні знаки Крім того, для побудови зазначених систем керування необхідно мати інформацію про усі фазові координати об'єкта, що не завжди можливо Найбільш близькою по технічній сутності до розв'язуваної задачі є система керування, що містить об'єкт керування, що складається з «п» послідовно з'єднаних інерційних ланок, модель об'єкта керування, два суматори, перший із яких входом, що підсумовує, підключений до виходу моделі об'єкта керування, а виходом, що віднімає до виходу об'єкта керування, зворотну модель об'єкта керування, два підсилювачі (Авт свид СССР № 1215085, кл G05B 13/00, опубл БИ № 8, 1986) Недоліком даної системи є складність обумовлена наявністю «п» суматорів і ВІДПОВІДНОГО числа підсилювачів, включених між ВІДПОВІДНИМИ су маторами і регулятором В основу винаходу поставлене завдання удосконалити систему керування, в якій завдяки новому підключенню підсилювачів, зменшенню КІЛЬКОСТІ елементів досягається спрощення системи керування та забезпечуються необхідні ЯКІСНІ показники при відпрацюванні впливів, що задають і збурюють Поставлене завдання досягається тим, що система керування, що містить об'єкт керування, що складається з «п» послідовно з'єднаних інерційних ланок, модель об'єкта керування, два суматори, перший із яких входом, що підсумовує, підключений до виходу моделі об'єкта керування, а виходом, що віднімає - до виходу об'єкта керування, зворотну модель об'єкта керування, два підсилювачі, згідно з винаходом, на вхід, що підсумовує, першого підсилювача надходить сигнал завдання, а «п» його входів, що віднімають, з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ «п» виходами моделі об'єкта керування, вхід якої підключено до входу першого підсилювача, що також з'єднаний із першим входом другого суматора, другий вхід якого підключений до виходу другого підсилювача, «п+1» входів, що підсумовують, якого з'єднані з «п» виходами зворотної ю ^00 ю 59845 моделі об'єкта керування і з виходом першого суматора, що також підключений до входу зворотної моделі об'єкта, що забезпечує спрощення системи керування На фіг 1 приведена блок-схема системи керування Система містить об'єкт керування 1, що складається з «п» послідовно з'єднаних інерційних ланок 1-і, І2 , 1п, модель об'єкта керування 2(2і, 2г, , 2П), два суматори 3 і 4, перший із яких входом, що підсумовує, підключений до виходу моделі 2, а входом, що віднімає - до виходу об'єкта 1, зворотну модель об'єкта керування 5 (5П, ,5г, 5і), два підсилювачі 6 і 7, на вхід, що підсумовує, першого підсилювача 6 з яких надходить сигнал завдання ХЗ, а «п» його входів, що віднімають, з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ «п» виходами моделі 2, вхід якої підключений до виходу підсилювача 6, що також з'єднаний із першим входом суматора 4, другий вхід якого підключений до виходу другого підсилювача 7, «п+1» входів, що підсумовують, якого з'єднані з «п» виходами зворотної моделі 5 та з виходом першого суматора 3, що також підключений до входу зворотної моделі 5 Система керування працює наступним чином До подачі сигналу завдання Хз на вхід, що підсумовує, підсилювача 6 сигнал керування U* моделі 2, що одночасно є і сигналом керування об'єктом 1 (надходить на перший вхід суматора 4), бажані фазові координати Хі*, Хг*, , Хп*, формовані моделлю 2, фазові координати об'єкта 1 Хі Хг, , Хп, а також фазові координати зворотної моделі 5 ДХі, ДХг, , ДХп, Дії будуть рівні нулю Після подачі сигналу Хз здійснюється формування бажаних значень фазових координат Хі*, Хг*, , Хп* і ВІДПОВІДНОГО їм керування U* Це здійснюється системою керування моделлю 2 об'єкту, що побудована, на модальному принципу керування Коефіцієнти керування уі, у2, , уп по ВІДПОВІДНИХ фа зових координатах Хі*, Хг*, Комп'ютерна верстка С Волобуев коефіцієнтами підсилення по ВІДПОВІДНИХ входах підсилювача 6, тобто на виході підсилювача 6 буде сигнал керування ІГ=уіХз-уіХі*-у2Х2*- -упХп* Вибором коефіцієнтів модального керування можна задати необхідні ЯКІСНІ показники системи Керування U* одночасно надходить на вхід суматора 4, вихід якого з'єднаний із входом об'єкта 1 Якщо параметри моделі 2 об'єкта відповідають параметрам об'єкта 1 і на об'єкт не діють ЗОВНІШНІ збурення, то буде мати місце Хі*=Х-і, Х2*=Хг, Х П *=Х П , тобто рух об'єкта відбувається ВІДПОВІДНО до заданих якісних показників При цьому Д Х і = Х і * -Хі на виході суматора 3 буде дорівнювати нулю, а, отже, будуть рівні нулю фазові координати ДХг, , ДХ П , Дії зворотної моделі 5, тому що на її вхід надходить нульовий сигнал (ДХ-і=0) із виходу суматора 3 При наявності параметричних або ЗОВНІШНІХ збурень, що діють на об'єкт 1, Х і ^ Х і * , тобто на виході суматора 3 буде мати місце сигнал ДХі ВІДМІННИЙ від нуля, що, у свою чергу, приведе до появи сигналів ДХг, ДХз, , ДХ П , Дії на виходах ВІДПОВІДНИХ ланок зворотної моделі 5 Ці сигнали з ВІДПОВІДНИМИ коефіцієнтами підсилення hi ri2, , h n , hn+i (коефіцієнти підсилення по ВІДПОВІДНИХ входах підсилювача 7) надходять на вхід підсилювача 7, на виході якого формується керування ІІ=піДХ1+П2ДХ2+ +п п ДХп+п п +іДи, обумовлене параметричними і ЗОВНІШНІМИ збуреннями, що діють на об'єкт Цей сигнал через суматор 4 надходить на вхід об'єкту, забезпечуючи компенсацію збурень, що діють на об'єкт 1 Вибором коефіцієнтів керування h-i, ri2, , h n , hn+i забезпечуються необхідні ЯКІСНІ показники відпрацьовування збурень Таким чином, запропонована система керування дозволяє забезпечити необхідні ЯКІСНІ показники при відпрацьовуванні впливів, що задають й збурюють, при ВІДНОСНІЙ простоті її побудови , Хп* моделі 2 є Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна