[go: up one dir, main page]

SU1035564A1 - Extremum regulator for resonance object - Google Patents

Extremum regulator for resonance object Download PDF

Info

Publication number
SU1035564A1
SU1035564A1 SU823396667A SU3396667A SU1035564A1 SU 1035564 A1 SU1035564 A1 SU 1035564A1 SU 823396667 A SU823396667 A SU 823396667A SU 3396667 A SU3396667 A SU 3396667A SU 1035564 A1 SU1035564 A1 SU 1035564A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
integrator
signal
detecting
Prior art date
Application number
SU823396667A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лейбиш Герцевич Гольденберг
Анатолий Александрович Шурупов
Original Assignee
Воронежский инженерно-строительный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воронежский инженерно-строительный институт filed Critical Воронежский инженерно-строительный институт
Priority to SU823396667A priority Critical patent/SU1035564A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1035564A1 publication Critical patent/SU1035564A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

ЭКСРРЕМАЛЬШай РЕГУЛЯТОР ДЛЯ РЕЗОНАНСНОГО ОБЪЕКТА, содержащий последовательно соединенные блок вы влени  направлени  движени  по знакопосто нному сигналу и первый интегратор . Последовательно соединенные второй интегратор, исполнительный , / I «V.4;pvrt, , I .,,. .-- механизм, подключенный выходом к входу резонансного объекта, и последовательно соединенные датчик выходной величины резонансного объекта, и блок вы влени  направлени  движени  по знакопеременному сигналу, отл ичающийс  тем, что, с целью повьЕпени  точности регул тора , он содержит сумматор, подключенный первым входом к выходу первого интегратора, вторым входом к выходу блока вы влени  направлени  движени  по знакопеременному сигналу, а выходом - к входу второго интегратора, и пиковый детектор , подключенный входом к выходу j датчика выходной величины резонансного объекта, а выходом - к входу (Л блока вы влени  направлени  движени  по знaкoпocтo ннolv y сигналу. оэ СП сд а: 4An EXTREME REGULATOR FOR A RESONANT OBJECT, containing a series-connected unit for detecting the direction of motion of a sign-bearing signal and the first integrator. Consistently connected second integrator, executive, / I "V.4; pvrt,, I. ,,. .-- a mechanism connected by an output to the input of a resonant object, and a sensor connected in series to an output value of a resonant object, and a unit for detecting the direction of motion of an alternating signal, which is different because it contains the adder connected first to improve the accuracy of the regulator the input to the output of the first integrator, the second input to the output of the detection unit of the direction of motion of the alternating signal, and the output to the input of the second integrator, and a peak detector connected by the input to the output j of dates The output of the resonant object is output, and the output is sent to the input (L of the unit for detecting the direction of motion by the value of the signal y signal. OE SP s: 4

Description

Изобретение относитс  к самонастраивающимс  системам управлени  и может быть использовано в системах автоматического управлени  резонансными объектами ( вибрационными технологическиг.1И машинами различного назначени ,RbC .-контурами и т.д.) Известен экстремальный регул тор используемый дл  вы влени  и поддержани  экстремума в объектах обладающих экстремальной статической харак теристикой, дрейфующей при изменении внутренних и внешних возмущений, поступающих на объект. РёгуЛ тор применим дл  поиска и поддержани  экстремума в объектах, у которых управл ема  величина  вл етс  знакопосто нной , т.е. имеет неколебальный характер и не сопровождаетс  периодическим изменением знака. Регул тор содержит блок вы влени  направлени  движени  к -экстремуму по знакопосто нному сигналу, включающий запоминающее устройство, элемент сравнени  и реле знака, а также интегратор и исполнительный механизм LlJ- Недостатком известйого регул тора  вл етс  то, что при вы влении экстремума скорость изменени  регулирующего воздействи   вл етс  посто нной независимо от того, на каком рассто нии от экстремальной точки находитс  объект. Дл  улучшени  же динамики экстремального регулировани  необходимо минимизировать врем  выхода в зону экстремума и потери на рыскание в окрестности, экстремума. Особенно актуальными  вл ютс  минимизаци  времени выхода в зону экстрег ма дл  объектов, работающих в режиме частных пусков и остановок, и уменьшение потерь на рыскание в объектах, не допускающих колебаний управл емой величины по технологическш 1 причинам. Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  экстре мальный регул тор дл  резонансного объекта, содержащий последовательно соединенные блок вы влени  направлени  движени  по знакопосто нному сиг налу и первый интегратор и последова тельно соединенные, второй интегратор исполнительный механизм подключенный выходом к входу резонансного объекта и последовательно соединенные датчик выходной величины резонансного объек та и блок вы влени  направлени  движени  по знакопе,ременному сигналу 2 Недостатком известного регул тора  вл етс  ограниченна  область его . применени , поскольку регул то) обес печивает поиск и поддержание экстремума только в объектах, обладан дих высокой добротностью. В подобных объек тах угол фазного сдвига между управл ющим воздействием и управл емой ве личиной при резона.нсе (экстремальный режим) составл ет It/2 . Однако р д объектов вибрационные технологические, машины, устройства дл  индукционного нагрева и т.д.) либо измен ют свою добротность в процессе выполнени  технологических операций, либо характеризуютс  -низкой добротностью. В этом случае указанный угол не равен 7t/2. и известный регул тор приводит к значительным погрешност м при определении экстремума и при его поддержании, что ограничивает его использование. Цель изобретени  - повышение точности регул тора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что регул тор содержит сумматор, подключенный первым входом к выходу пер-° вого интегратора, вторым входом к выходу блока вы влени  направлени  движени  по знакопеременному сигналу, а выходом - к входу второго интегратофа , и пиковый детектор подключенный входом к выходу датчика выходной величины , резонансного объекта, а выходом - к входу блока вы влени  направлени  движени  по знакопосто нному сигналу. На фиг.1 изображ.ена схема регул тора , на фиг.2 - эпюры напр жений, по сн ющие его работу. Блок-схема (фиг.1) содержит резонансный обьект 1, датчик 2 управл ющего воздействи , датчик 3 выходной величины резонансного объекта, блок 4 вы влени  направлени  дви-жени  по знакопеременному сигналу состо щий из первого порогового элемента 5, второго порогового элемента б, первого дифференциатора 7, второго дифференциатора 8, первого выпр мишел  9, второго выпр мител  10 и триггера 11, пиковый детектор 12, блок 13 вы влени  направлени  движени  по знакопосто нному сигналу, состо}пций из запоминающего устройства 14, элемента 15 сравнени  и реле 16 знака, первый интегратор 17, сумматор 18, второй интегратор 19, испол-, нительный механизм 20. На фиг.1 также обозначено: X ,равл ющее воздействие, подаваемое на шину управл ющего воздействи , - управл ема  величина, подаваема  на шину управл емой величины, cL -регулирующее воздействие, а на фиг. 20 напр жение на выходе триггера 11, U,j,- напр жение на выходе первого интегратора 17; Ui,- напр жение на выходе второго интегратора 19, когда напр жение U.отсутствует (равно нулю); Т) - длительность нахождени  триггера 11 в одном устойчивом состо нии; TI-длительность нахождени  триггера 11 в другом устойчивом состо нии t врем .; Экстремальный регул тор дл  резонансного- объекта работает следующим образом. В резонансном объекте 1 (фиг.1 выдел ют кансш с экстремальной характеристикой, максимум или минимум которой необходимо вы вл ть и поддерживать, и канал с монотонно характеристикой. Входом канала с экстремальной ха рактеристикой  вл етс  знакоперемен ное регулирующее воздействие oLf выходом - знакопеременна  управл ема  величина V . Входом канала с монотонной характеристикой  вл етс  то же регулирующее воздействие оС а выходом - угол фазового сдвига if г у у между знакопеременным управл ющим воздействием X и знакопеременно величиной У . Однозначное соответствие между указанными амплитудной характеристикой объекта, имеющего экстремум, и фазовой характеристикой объекта позвол ет использовать их как в отдельности , так и совместно дл  поис и поддержани  экстремума в резонанс ных объектах, обладающих в общем случае низкой добротностью. Величина добротности  вл етс  достаточной и характерной дл  многих технологических объектов, в KOTojMX осуществл ютс  процессы виброуплотнени , вибротранспортировани , вибропереме шивани  и т.д., причем добротность в этих процессах непрерывно измен е с . Вход щие в экстремальный регул т датчик 2 управл ющего воздействи  и датчик 3 преобразуют сигналы X и ) в сигналы, имеющие одинаковую физическую природу. Пороговые элементы 5 и б в блоке 4 преобразуют сигналы с датчиков в последовательности однопол рных пр моугольных импульсов, длительнос ти которых составл ют половину пери дов сигналов, снимаемых с датчиков, и фазовый сдвиг между которыми равен Ч Vfy-If . Дифференциаторами 7 и 8 пр моугольные импульсы преобразуютс  в двупЬл рные последовательности узких шлтульсов, через выпр мители 9 и 10 поступающие на входы триггера 11 с раздельными вхо дами. Чередующимис  импульсами обеих последовательностей триггер 11 пере ключаетс  из ОДНО1-О устойчивого сос ( Тр ни  в другое, при этом взаимное временное расположение импульсов, поступающих на входы триггера 11, , соответственно, различие в дли тельност х TJ импульса и Ti паузы, .образугацихс  на выкоде триггера 11 и формирующих напр жение и(Фиг.2),  вл ютс  признаком, использование которого позвол ет осуществить движение к экстремуму. Использование признака основано на том, что при интегрировании напр жени  и при не равных значени х т и tr по вл етс  напр жение, которое в среднем имеет отличную от нул  скорость изменени  и которое заставл ет измен тьс  регу-лирующее воздействие at, таким образом, чтобы управл ема  величина стремилась к экстремуму. При равных значени х и Tii , имегадих место, когда фазовый сдвиг f- ty f) - t/2/ интегрирование напр жени  0 приводит к по влению напр жени , средн   скорость изменени  которого равна . нулю. Поскольку фазовый сдвиг ( в резонансных объектах с высокой добротностью соответствует экстремуму управл емой величины (резонансу/ то дл  таких объектов равенство Т, и TOL эквивалентно нахождению объекта в экстремуме или же автоколебательному движению объекта в окрестности экстремума. С учетом сформулированного признака дл  выведени  объекта в резонансную область напр жение 0, через сумматор 18 подаетс  на второй интегратор 19, параметры .которого выбраны таким образом, чтобы с высоким быстродействием формировалось напр жение U-J через исполнительный механизм 20 устанавливающее такое значение регулирующего воздействи  cL , при котором в объекте достигаетс  .экстремум управл емой величины. В объектах с низкой добротностью фазовой сдвиг Ц /у - уже не соответствует экстремуму, и требуетс  дополнительное воздействие на объект с целью поиска и поддержани  экстремума управл емой величины. Дл  осуществлени  дополнительного воздействи  на объект в регул торе используют блок 12 выделени  огибающей управл емой величины и блок 13 вы влени  направлени  движени  к экстремуму по знакопосто нному сигналу. На вход блока 12 подаетс  знакопеременный сигнал с выхода датчика 3, на выходе блока формируетс  знакопосто нный сигнал, поступак ций на вход блока 13 вы влени  направлени  движени  по знакопосто нному сигналу. Блок 13 работает по принципу запоминани  экстремума . С выхода блока 13 сигнал через первый интегратор 17 поступает на первый вход сумматора 18, на второй вход которого подаетс  сигнал с выхода триггера 11. Входные сигналы на суьлматрр 18 поступают в виде напр жени  и(фиг.2) с выхода триггера 11 несущего информацию о фазовом сдвиге между управ л ющим воздействием и управл емой величиной, и напр жение выхода первого интегратора 17, несущего информацию об амплитуде управл емой величины, причем параметры первого интегратора 17 выбраны таким обра- зом, что скорость изменени  напр The invention relates to self-adjusting control systems and can be used in automatic control systems for resonant objects (vibratory technological tools and machines for various purposes, RbC. Contours, etc.). An extremum regulator is used to detect and maintain extremes in objects with extreme static characteristics drifting when changing internal and external disturbances entering the object. The reblotor is applicable for searching and maintaining extremum in objects whose control value is constant sign, i.e. has a non-oscillatory nature and is not accompanied by a periodic sign change. The regulator contains a unit for detecting the direction of movement to the extremum of the sign-bearing signal, which includes a memory device, a comparison element and a sign relay, as well as an integrator and an actuator LlJ- The disadvantage of the lime controller is that when it detects an extremum, the rate of change of the regulating signal the effect is constant no matter what distance from the extreme point the object is located. To improve the dynamics of extreme regulation, it is necessary to minimize the time to reach the zone of extremum and the yaw loss in the vicinity of the extremum. Particularly relevant are the minimization of the exit time to the extremum zone for objects operating in the mode of private starts and stops, and the reduction of yaw losses in objects that do not allow oscillations of the controlled quantity for technological reasons. The closest technical solution to the invention is an extremal regulator for a resonant object, which contains series-connected units for detecting the direction of motion of a sign-carrying signal and the first integrator and serially connected, the second integrator actuator connected to the input of the resonant object and connected in series sensor of the output value of the resonant object and the unit for detecting the direction of motion along the sign, the belt signal 2 l torus is a limited area of it. application, since the regulation ensures the search and maintenance of extremum only in objects, has high Q factor. In such objects, the phase shift angle between the control action and the controlled magnitude at a resonance. (Extreme mode) is It / 2. However, a number of objects are vibration technological, machines, devices for induction heating, etc.) either change their Q-factor during the execution of technological operations, or are characterized by a low Q-factor. In this case, the specified angle is not equal to 7t / 2. and the well-known regulator leads to significant errors in determining and maintaining an extremum, which limits its use. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the controller. The goal is achieved by the fact that the controller contains an adder connected by the first input to the output of the first integrator, a second input to the output of the detecting direction of the alternating signal, and the output to the input of the second integratof, and a peak detector connected by the input to the output sensor output value, the resonant object, and the output - to the input of the block detecting the direction of motion of the sign-bearing signal. Figure 1 shows the regulator circuit, figure 2 shows the voltage plots explaining its operation. The block diagram (Fig. 1) contains a resonant object 1, a control action sensor 2, a sensor 3 of an output value of a resonant object, a block 4 for detecting the direction of motion by an alternating signal consisting of a first threshold element 5, a second threshold element b, the first differentiator 7, the second differentiator 8, the first straightener 9, the second rectifier 10 and the trigger 11, the peak detector 12, the block 13 for detecting the direction of motion of the sign-based signal, the states of the memory 14, the comparison element 15 and the relay 16 characters, the first integrator 17, the adder 18, the second integrator 19, an executive mechanism 20. In figure 1, also denoted: X, the equalizing effect applied to the control bus, is the control value supplied to the control bus cL-regulating effect, and in FIG. 20 is the voltage at the output of the trigger 11, U, j, is the voltage at the output of the first integrator 17; Ui, is the voltage at the output of the second integrator 19, when the voltage U. is absent (equal to zero); T) —the duration of stay of the trigger 11 in one steady state; TI is the duration of the presence of the trigger 11 in another steady state t time; The extreme regulator for a resonant object works as follows. In the resonant object 1 (Fig. 1, a isolation curve with an extremal characteristic is selected, the maximum or minimum of which must be detected and maintained, and the channel with a monotonic characteristic. The input of a channel with an extremal characteristic is the alternating regulating effect oLf output — the alternating control The value of V. The input of a channel with a monotonic characteristic is the same regulating effect of ° C and the output is the phase shift angle if y y between the alternating control effect X and the alternating value Y.O The one-to-one correspondence between the indicated amplitude characteristics of an object having an extremum and the phase characteristics of an object allows them to be used both individually and jointly to search for and maintain extremums in resonant objects that generally have a low Q. The Q-factor value is sufficient and characteristic for many technological objects, in KOTojMX, vibroconsolidation, vibrotransport, vibro-transfer, etc., are carried out, and the quality factor in these processes is continuous clearly change e c. Extremally controlled regulating sensor 2 and sensor 3 transform signals X and into signals having the same physical nature. The threshold elements 5 and b in block 4 convert the signals from the sensors into sequences of unipolar rectangular pulses whose duration is half the periods of the signals taken from the sensors and the phase shift between which is equal to Vfy-If. Differentiators 7 and 8 rectangular pulses are converted into two-polar sequences of narrow slips, through rectifiers 9 and 10 arriving at the inputs of trigger 11 with separate inputs. The alternating pulses of both sequences trigger 11 from ONE1-O stable sos (Tr to another, with the mutual temporal arrangement of the pulses arriving at the inputs of the trigger 11, respectively, the difference in the durations of the TJ pulse and Ti pause, The trigger code 11 and the formative voltage and (Figure 2) are a sign, the use of which allows movement to the extremum. The use of the sign is based on the fact that when integrating the voltage and at unequal values of m and t, TC voltage, which on average has a non-zero rate of change and which causes the regulating effect at to change, so that the controlled quantity tends to an extremum. With equal values and Tii, and when the phase shift f - ty f) - t / 2 / the integration of voltage 0 leads to the appearance of voltage, the average rate of change of which is. to zero. Since the phase shift (in resonant objects with high Q corresponds to the extremum of the controlled quantity (resonance / then for such objects T is equal, and TOL is equivalent to finding the object at the extremum or the self-oscillatory movement of the object in the vicinity of the extremum. Considering the formulated feature to bring the object into the resonant the voltage region 0, through the adder 18 is applied to the second integrator 19, the parameters of which are chosen so that the voltage UJ is generated with high speed the actuator 20 which determines the value of the regulating action cL at which the object achieves an extremum of a controlled quantity.In objects with low quality, the phase shift C / y does not correspond to the extremum any more and requires an additional effect on the object in order to search for and maintain the extremum of control In order to implement an additional action on the object in the controller, a block 12 for selecting the envelope of a controlled quantity and a block 13 for detecting the direction of motion to the extremum znakoposto nnomu signal. The alternating signal from the output of the sensor 3 is fed to the input of the block 12, a sign-constant signal is generated at the output of the block, and the input to the input of the block 13 for detecting the direction of motion along the sign-constant signal. Block 13 operates on the principle of extremum memorization. From the output of block 13, the signal through the first integrator 17 is fed to the first input of the adder 18, to the second input of which a signal is output from the output of the trigger 11. The input signals to the sensor 18 come in the form of voltage and (Fig. 2) from the output of the trigger 11 carrying information about phase shift between the control action and the controlled variable, and the output voltage of the first integrator 17, carrying information about the amplitude of the controlled variable, and the parameters of the first integrator 17 are chosen in such a way that

Claims (1)

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ РЕЗОНАНСНОГО ОБЪЕКТА, содержащий последовательно соединенные блок выявления направления движения по знакопостоянному сигналу й первый интегратор, последовательно соединенные второй интегратор, исполнительный механизм, подключенный выходом к входу резонансного объекта, и последовательно соединенные датчик выходной величины резонансного объекта, и блок выявления направления движения по знакопеременному сигналу, отл ичающийся тем, что, с .целью повыиения точности регулятора, он содержит сумматор, подключенный первым входом к выходу первого интегратора, вторым входом к выходу блока выявления направления движения по знакопеременному сигналу, а выходом - к входу второго интегратора, и пиковый детектор, подключенный входом к выходу Q датчика выходной величины резонанс- JS ного объекта, а выходом - к входу блока выявления направления движения по знакопостоянному сигналу.EXTREME REGULATOR FOR A RESONANT OBJECT, comprising a series-connected unit for detecting the direction of motion by a constant signal and a first integrator, series-connected a second integrator, an actuator connected by an output to the input of the resonant object, and a series-connected sensor of the output value of the resonant object, and a block for detecting the direction of movement of an alternating signal, characterized in that, in order to increase the accuracy of the regulator, it contains an adder, connected to the first input to the output of the first integrator, the second input to the output of the unit for detecting the direction of movement by an alternating signal, and the output to the input of the second integrator, and a peak detector connected to the output Q of the output sensor of the resonance-JS object, and the output to the input of the unit for detecting the direction of movement of a signal of constant sign. SU 1035564 АSU 1035564 A 103.5564103.5564
SU823396667A 1982-02-05 1982-02-05 Extremum regulator for resonance object SU1035564A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823396667A SU1035564A1 (en) 1982-02-05 1982-02-05 Extremum regulator for resonance object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823396667A SU1035564A1 (en) 1982-02-05 1982-02-05 Extremum regulator for resonance object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1035564A1 true SU1035564A1 (en) 1983-08-15

Family

ID=20997434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823396667A SU1035564A1 (en) 1982-02-05 1982-02-05 Extremum regulator for resonance object

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1035564A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Казакевич В.В. и Родов А.Б. Системы автоматической оптимизации, М., Энерги , 1977, с.25-29. 2. Авторское свидетельство СССР № 590695, кл. Q 05 В 13/02,1978 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1035564A1 (en) Extremum regulator for resonance object
US4090201A (en) Rate augmented step track system
EP0587897A4 (en) Prediction control apparatus.
JPH04362710A (en) Optimum acceleration/deceleration control system for servo motor
SU798705A1 (en) Extreme controller for resonance object
SU590695A1 (en) Extremum regulator for a resonance object
SU979306A1 (en) Extremum controller for resonance object
SU1676079A2 (en) Functional frequency-pulse modulator
SU1675845A1 (en) Adaptive regulator
SU741231A1 (en) Control device
SU941929A1 (en) Extremal regulator for objects with transport delay
SU577515A1 (en) Device for controlling temperature
SU377740A1 (en)
SU451056A1 (en) Automatic optimization system
US3513372A (en) System and method for detecting when the damped oscillatory error signal of a servomechanism is nulled
SU1509832A1 (en) Module for program control of electric drive
SU781780A1 (en) Resonance object control device
SU404053A1 (en)
SU494725A1 (en) Follow system
SU434378A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING A SIGNAL SIGNAL CALCULATION IN EXTREME SYSTEMS
SU440781A1 (en) Pulse-phase discriminator
SU1091119A1 (en) Device for searching extremum
SU954943A1 (en) Digital program control loop system
SU401957A1 (en) MULTI-CHANNEL CONTROL DEVICE
SU1520565A1 (en) Apparatus for counting flat articles carried by conveyer