Пристрій управління, оптимальний за швидкодією при малих похибках відхилення

Реферат: UA 105422 U UA 105422 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі приладобудування і може бути використаний в системах автоматичного управління (САУ) технічними об'єктами і в системах автоматичного регулювання (CAP) параметрів технічних об'єктів різного призначення. Відоме рішення [1] виконано у вигляді схеми оптимального за швидкодією управління об'єктом у фазовому просторі. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є рішення, яке використовується в системах оптимального управління [2]. Для досягнення оптимального за швидкодією перехідного процесу підтримується максимальний рівень позитивного впливу, що управляє для розгону об'єкта і максимальний від'ємний рівень впливу, що управляє для гальмування об'єкта. Момент часу перемикання управління знаходиться в середині інтервалу часу протікання процесу. САУ стійко працює при великих відхиленнях регульованого параметра об'єкта від заданого значення. Недоліком такої САУ є виникнення режиму автоколивань при малих відхиленнях регульованого параметра об'єкта від заданого значення. Для заглушення автоколивань при малих відхиленнях застосовуються інші закони управління, наприклад управління по відхиленню. У цьому випадку, САУ перестає використовувати закон оптимального управління і перестає бути оптимальною за швидкодією. Іншим недоліком такої САУ є зміна форми перехідного процесу об'єкта управління при зміні закону управління. Задача, яка вирішується, полягає у поліпшенні якості управління об'єктом, використання одного оптимального за швидкодією закону управління для САУ замість двох, виключенні виникнення режиму автоколивань і в забезпеченні оптимального за швидкодією режиму управління об'єктом при малих відхиленнях. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий пристрій додатково введені статистичний блок, вхід якого з'єднаний з виходом блока порівняння, а вихід - з блоком управління атенюатором, атенюатор, один із входів якого з'єднаний з виходом релейного елемента, другий - з виходом блока управління атенюатором, а вихід з'єднаний з входом об'єкта управління. Пристрій складається з блока порівняння 1, перший вхід якого з'єднаний з джерелом впливу, що задається, а другий - з виходом об'єкта управління 6, диференціатора 2, вхід якого з'єднаний з виходом блока порівняння 1, нелінійного перетворювача 3, вхід якого з'єднаний з виходом диференціатора 2, суматора 4, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока порівняння 1, а другий - з виходом нелінійного перетворювача 3, релейного елемента 5, вхід якого з'єднаний з виходом суматора 4, об'єкта управління 6, вхід якого з'єднаний з виходом релейного елемента 5, а вихід з'єднаний з другим входом блока порівняння 1, статистичного блока 7, вхід якого з'єднаний з виходом блока порівняння 1, а вихід - з блоком управління атенюатором 8, атенюатора 9, один із входів якого з'єднаний з виходом релейного елемента 5, другий - з виходом блока управління атенюатором 8, а вихід з'єднаний з входом об'єкта управління 6. Пристрій працює наступним чином. На перший вхід блока порівняння 1 надходить значення впливу Х0, що задається, а на другий вхід - значення регульованого параметра X з виходу об'єкта управління 6. На виході блока порівняння 1 формується значення помилки відхилення, яке подається на вхід диференціатора 2, на вхід суматора 4 і на вхід статистичного блока 7. Диференціатор 2 формує величину відношення зміни значення помилки відхилення до інтервалу вимірювання, яка подається на вхід нелінійного перетворювача 3. Вихідне значення функції, обчислене нелінійним перетворювачем 3 надходить на другий вхід суматора 4. Значення на виході суматора 4 надходить на вхід релейного елемента 5, який здійснює перемикання рівня управляючого впливу від максимально позитивного значення до максимально від'ємного значення. Статистичний блок 7, на вхід якого надходить значення помилки відхилення з виходу блока порівняння 1 формує сигнал, що управляє, для блока управління атенюатором 8 на підставі поточного значення помилки відхилення і статистичних даних про величину помилки відхилення протягом заданого інтервалу спостереження. З виходу статистичного блоку 7 сигнал, що управляє надходить на вхід блоку управління атенюатором 8, з виходу якого сигнал надходить на вхід атенюатора 9, який формує необхідне значення впливу, що управляє, яке надходить на вхід об'єкта управління 6. В процесі управління об'єктом рівень впливу, що управляє при малих відхиленнях змінюється пропорційно поточному значенню помилки відхилення та статистичним даним про величину помилки відхилення протягом заданого інтервалу спостереження. 1 UA 105422 U 5 10 Таким чином, рівень впливу, що управляє є оптимальним для компенсації поточної помилки відхилення в поточний момент часу, а сам закон оптимального за швидкодією керування для САУ залишається незмінним. При цьому об'єкт управління управляється за законом оптимального за швидкодією управління при будь-яких значеннях помилки відхилення. Нові ознаки дозволяють використовувати один оптимальний за швидкодією закон управління для САУ замість двох при будь-яких значеннях помилки відхилення об'єкта управління від заданого значення без виникнення автоколивань об'єкта управління. Джерела інформації: 1. Александровский Η. Μ. Элементы теории оптимальных систем автоматического управления // Б-ка по автоматике. Вып. 371 / Η. Μ. Александровский. - М.: "Энергия", 1969. - 128 с. 2. Там же, стор. 20. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Пристрій управління, оптимальний за швидкодією при малих похибках відхилення, який складається з блока порівняння, перший вхід якого з'єднаний з джерелом впливу, що задається, а другий - з виходом об'єкта управління, диференціатора, вхід якого з'єднаний з виходом блока порівняння, нелінійного перетворювача, вхід якого з'єднаний з виходом диференціатора, суматора, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока порівняння, а другий - з виходом нелінійного перетворювача, релейного елемента, вхід якого з'єднаний з виходом суматора, об'єкта управління, вхід якого з'єднаний з виходом релейного елемента, а вихід з'єднаний з другим входом блока порівняння, який відрізняється тим, що додатково введені статистичний блок, вхід якого з'єднаний з виходом блока порівняння, а вихід - з блоком управління атенюатором, атенюатор, один із входів якого з'єднаний з виходом релейного елемента, другий - з виходом блока управління атенюатором, а вихід з'єднаний з входом об'єкта управління. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2