SU650052A1 - Способ формировани управл ющего сигнала в системах автоматического регулировани - Google Patents

Description

Эта цель достигаетс  тем, что определ ют динамическую составл ющую командного сигнала и в интервале времени, на котором знаки величины динамической составл ющей и ее производной различны, сравнивают нроизводные командного сигнала и выходной координаты. На фиг. 1 изображен график зависимости сигналов управлени  от времени при известном способе управлени ; на фиг. 2- график реакции след щей системы на смещенный командный сигнал; на фиг. 3- пример реализации способа в рулевом приводе согласно изобретени ; на фиг. 4 и 5 - переходные процессы в системе управлени  движением космического аппарата; па фиг. 6 - области устойчивости в плоскости параметров автомата стабилизации. Дл  по снени  сущности способа необходимо ответить на вопрос - нужно ли продолжать слежение за комапдпым сигналом на интервале /i-/2 (фиг. 1), когда скорость и сама величина командного сигнала различны по знакам бком-бком 0. Дл  такого рода систем, дл  которых предназначен способ, примен етс  рулевой привод исполнительных органов,  вл ющийс  непрерывной след щей системой системой слежени  фактического отклонени  исполнительного органа за задаваемой величиной командного сигнала. Главное динамическое ограничение в системах слежени  - ограниченна  скорость привода, обусловленна  его ограниченной мощностью. Общий недостаток способов управлени  непрерывных след щих систем заключаетс  в ограничении скорости слежени , когда при небольщих сигналах (в линейной зоне скоростной характеристики привода) рулевой привод обеспечивает слежение за командным сигналом, а при увеличе}1ии сигнала (в зоне насыщени  по скорости) слежение происходит с запаздыванием. Этот процесс в след щей системе привода при работе его в зоне насыщени  скоростной характеристики иллюстрируетс  на фиг. 1, где прин ты следующие обозначени : бком - командный сигнал,  вл ющийс  гармонической функцией; б - ответна  реакци  системы - отклонение исполнительного органа при ограниченной скорости слежени . На фит. 1 видно несоответствие командного и ответного сигналов по знакам,  вл ющеес  следствием запаздывани  в системе слежени : командный сигнал на интервале времени требует отрицательного знака унрав.т ющего воздействи , а ответна  реакци  привода - положительна . Это обсто тельство вызывает увеличение огнибки вплоть до неустойчивости управлени . Так как командный сигнал отражает требуемое управление аппаратом и уменьше ие его roBopJrr о том, что фак7пческое, существующее на данный момент, упразл юи;ее воздействие велико, то станет очевидиым и ответ ла иоставлепный вопрос: на нисход щей ветви командного сигнала не следует осуществл ть слежени  за самой величиной команд}юго сигнала, а необходимо вести слежение за его скоростью. Поэтому смещение командного в интервале ;i - /2 ча величину накопивнлегос  рассогласовани  A(i) между требуемым бко.м (i) и фактическим рулем 6(/i): A(,)-WW-4A) обеспечит нужное движение ру.т  - у.мсньнгающее управл ющее воздействие, т. е. как раз требуемое слежение за скоростью командного сигна.та. На фиг. 2 показана реакци  след щей системы привода при таком смещении. Смещенный команд}1ый сигнал обозначен При таком управлении приводом можно полностью исключить запаздывание в след щей систел5с iicjabuci, от амплитуды входного сигнала и ограничени  скоростной характеристики привода. Формирование динамической сос1авл ющей командного сигнала. Эта операци  заключаетс  в исключении из командного сигнала статической составл ющей . Например, если командный сигнал на привод рулевых сонл КА сформирован в виде «ком Ki,v + к у + K-j + K,y, где KV - коэффициент передачи автомата стабилиза1и1и по еигналу тангажа; Ki --- коэффициент передачи по сигналу угловой скорости; V - угол отклонени  КА в плоскости тангажа; К - координата перемещени  КА, то в установивщемс  режиме отклонение рулсзых сопл б обусловлено составл ющей сигнала KyYДи1 а: 1ическа  составл юща  в этом c;iyчае определитс  как , + КУ + К-. Выделение време)1ного интервала, на котором знаки динамической составл ющей и скорости различны. Эта операци  состоит в онределении разности текущего и предшествующего значений динамической составл ющей, сравненн  знака полученной разности со знаком амой составл ющей. Несовпадение знаков и определ ет временной интервал, где треуетс  осуществл ть слежение за скоостью командного сигнала, а не за величиной его.

Работа след щей системы привода.

При совпадении знаков динамической составл ющей командного сигнала н скорости его (восход ща  ветвь) бд,ш-бд„н 0 производитс  обычное слежение рул  за командным сигналом; ощибка рассогласовани  в следующей системе привода А()бком(0-МО поступает в запоминающее устройство.

В случае различных знаков динамической составл ющей командного сигнала и егоскорости (нисход ща  ветвь)

бдшгбд ш ;0 из командного сигнала вычитаетс  накопивща с  погрешность слежени  Л(г), запомненна  на момент смены знака скорости командного сигнала. При этом поступление сигнала ошибки рассогласовани  A(f) в запоминающее устройство Прерываетс . Оно хранит ошибку слежени , накопленную на предыдущем этапе, котора   вл етс  величиной посто нного смещени  командного сигнала. Таким образом, устран етс  начальна  ошибка рассогласовани  в системе привода и происходит слежение за скоростью изменени  командного сигнала.

В случае обеспечени  хорошего слежени  за командным сигналом ошибка рассогласовани  A(t) близка к нулю. Поэтому след ща  система привода плавно переходит к обычной структуре на установившемс  режиме работы системы управлени .

Возможна  реализаци  способа в аналоговом варианте системы показана на фиг. 3, где функциональна  схема содержит след щую систему рулевого привода 1, блок 2 формировани  динамической составл ющей командного сигнала, блок 3 выделени  временного интервала, на котором знаки динамической составл ющей и скорости ее различны, ограничитель 4 командного сигнала, запоминающее устройство ошибки рассогласовани , выполненное на интегрирующем операционном усилителе 5, коммутационные блоки 6 и 7 выполнены на реле. Положение реле соответствует работе системы дл  случа  смещени  командного сигнала.

Эффективность применени  предлагаемого способа иллюстрируетс  на фиг. 4 и 5. На фиг. 4 показан переходной процесс в системе управлени  движением КА

при отработке начальных возмущений дл  обычного варианта работы автомата стабилизации . На фиг. 5 представлен переходной процесс в случае применени  способа при том же начальном отклонении аппарата и сохранении тех же передаточных чисел и структуры автомата стабилизации . Как видно из представленной иллюстрации , одно это изменение след щей системы привода позволило существенно увеличить устойчивость и подн ть качество управлени .

Полученный процесс также подтверждает утверждение о расширении области допустимых возмущений, отрабатываемых системой .

На фиг. 6 показаны области устойчивости в плоскости параметров автомата стабилизации. Пунктиром обозначена область устойчивости системы дл  известной структуры автомата стабилизации; сплошной линией - дл  случа  применени  предлагаемого способа. Увеличение области устойчивости системы в случае применени  способа позволит выбирать больщие передаточные числа в автомате, обеспечива  большее быстродействие и иовышение точности управлени .

30

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ формировапи  управл ющего сигнала в системах автоматического регулировани  путем формировани  командного сигнала и сравнени  его с выходной координатой системы, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности управлени , определ ют динамическую составл ющую командного сигнала н в интервале времени, на котором знаки величины динамической составл ющей и ее производной различны, сравнивают производные командного сигнала и выходной координаты.

   Источники информации,

   прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 399825, кл. G 05В 11/01, 1971.
2. 2. Котельников В. А. Улучшение стабилизации систем регулировани  при ограниченной скорости сервопривода при помощи запоминающего устройства. «Автоматика и телемеханика № 4, 1957.

   . 5,5коп

   комМ

   /

   t