SU857929A1 - Relay regulator - Google Patents
Relay regulator Download PDFInfo
- Publication number
- SU857929A1 SU857929A1 SU792861292A SU2861292A SU857929A1 SU 857929 A1 SU857929 A1 SU 857929A1 SU 792861292 A SU792861292 A SU 792861292A SU 2861292 A SU2861292 A SU 2861292A SU 857929 A1 SU857929 A1 SU 857929A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- mode
- control
- stabilization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Description
(54) РЕЛЕЙНЬт РЕГУЛЯТОР(54) RELAYED REGULATOR
Изобретение относитс к регулирующим устройствам автоматики, к оптимальным системам управлени , а также к регул торам замкнутых систем с кусочно-посто нным управлением, обеспечивгиощим изменение знака управл ющего воздействи при состо ни х систем , определ емых в фазовом простран стве гиперповерхност ми переключени .The invention relates to control devices of automation, to optimal control systems, as well as to controllers of closed systems with piecewise-constant control, ensuring a change in the sign of the control action in the states of the systems determined in the phase space by switching hypersurfaces.
Известны регул торы замкнутых систем , осуществл ющие управление в К интервалов посто нства управлени при полной информации о состо нии объекта tl.Known regulators of closed systems are known that control in K the intervals of the control constant with complete information about the state of the object tl.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению вл етс регул тор с кусочно-посто нным управлением в К интервалов , содержащий блок формировани импульсов обнулени и последова-, тельио соединенные усилитель с ограничением и блок умножени , а ташке последовательно соединенные блок определени модул и блок запоминани максимума, шлход которого через соответствукщие последовательно соединенные функциональные преобразователи , сумматоры и релейные элементы соединены с соответствующими входами блока умножени , причем вход усилител с ограничением .соединен со входом блока определени модул , вход блока формировани импульсов обнуленц соединен с усилител с ограничителем, а выход - с входом обнулени блока запоминани максимума , выход блока определени модул соединен также со вторыи н входами сумматоров 1.2 J,The closest to the proposed invention is a regulator with piecewise-constant control in K intervals, containing a zero-zero pulse shaping unit, a telio connected limiting amplifier and a multiplication unit, and a sequentially connected modulo detection unit and a maximum memory storing unit, slot through correspondingly connected functional converters, adders and relay elements which are connected to the corresponding inputs of the multiplication unit, and the input of the amplifier with limitation. connected to the input of the module determining module, the input of the pulse forming unit of the zeroing device is connected to the amplifier with a limiter, and the output is connected to the zeroing input of the maximum memory unit, the output of the module determining the module is also connected to the secondary inputs of 1.2 J adders,
Недостатком регул тора вл етс The disadvantage of the regulator is
10 наличие дополнитель 1ых динамических пограииостей при стабипизгщни регулируемой переменной состо ни , обусловленных автоколебани ми в системе.10 the presence of additional first dynamic constraints with the stabilization of an adjustable state variable caused by auto-oscillations in the system.
Цель изобретени - повешение The purpose of the invention is hanging
15 точности регул тора в режиме стабилизсщий за счет повышени частоты перекладки релейного у подавл ющего воздействи тем самым- снижени гшплитуды колебаний регулируемой 15 of the accuracy of the regulator in the stabilizing mode due to an increase in the frequency of relaying the relay at the suppressive effect thereby reducing the range of oscillations of the controlled
20 переменной состо ни от периодических переклгщок управл кщего воздействи ,20 state variables from periodic switchings of the control action,
Указаннгл цель достигаетс тем, что в регул тор, содержащий усилитель This target is achieved by the fact that the regulator containing the amplifier
25 с ограничением, выход которого соедимеи с первьм входом блока умножени , ai вход - с входсм блока определени модул , выход которого С9единен че- рез блок запоминани ксимума со 25 with a limitation, the output of which is connected with the first input of the multiplication unit, ai input - with the input of the detection unit of the module, the output of which is C9 connected through the memory storage unit
Ц входами фувкционгшьнЕлх преобразователей , выходы каждого из которых через соответствующие последовательно соединенные сумматоры и реле подключены к остальным входам блока умножени , вторые входы Сумматоров сое динены с выходом блока определени модул , введены звено обратной св зи и последовательно соединенные формирователь импульсов, интегратор и ком паратор, выходом подключенный к третьим вxoдouvl сумматоров, причем выход формировател импульсов соеди ,нен с вторлм входом блока запоминани максимума, а вход - с выходом усилител с ограничением и входом эвена обратной св зи, выход которого соединен с входом усилител с ограничением . На фиг.1 представлена блок-схема регул тора; на фиг. 2 - пример реализации устройства, состо щего из последовательно соединенных интегратора и компаратора; на фиг. 3 и 4 графики процессов в блоках, приведенных на фиг,2. - ч Регул тор (фиг.1) состоит из последовательно соединенных усилител 1 с ограничением, блока 2 умножени и последовательно соединенных блока 3 определени модул и блока 4 запоминани максимума, последовательно соединенных функциональных преобразователей 5, сумматоров 6 и релейных элементов 7, соединенных с соответствующими входами блока 2 . умножени . Вход усилител 1 с ограничением соединен с входом блока 3 определени модул , выход которого соединен также со вторыми входами сумматоров 6. Усилитель 1 с ограничением охвачен по;южительной обратной св зью через резисторноемкостную цепь 8, Выход усилител 1 с ограничением соединен также со входом блока 9 формировани импульсов обнулени выход которого соединен со входом об нулени блока 4 запоминани максимума и с входом обнулени интегратора 10. Выход интегратора 10 через компаратор 11 соединен с третьими входами сумматоров 6. В режиме приведени фазового сос то ни объекта управлени из точки начального состо ни в область,содержё щую нулевую точку, управл ющее воздействие формируетс в блоке умн 2 в соответствии с зависимостью U--tn51grn(./X/-X,-), .(() где X - измер ема переменна состо ни системы, поступающа на вход регул тора. Сигнал С формируетс в усилителе 1 с ограничителем в соответствии со следующими выражени ми 1+1 при (2) -1 при (3) ix при (х)Д, (4) где Д - величина зоны линейности статической характеристики усилител 1, определ юща . : область стабилизации измер емой переменной. В режиме приведени значение сигнала определ етс выргшени ми (2) или (3). Сигналы ( XY ) формируютс в блоках 3,4,5,6 и 7. Сигнал /х/ формируетс в блоке определени модул 4 и поступает на вторые входы сумматора 6. На первые входы сумматоров поступают сигналы Х| - абсолютные значени координат переключени , которые определ ютс выргикени ми { (х1)при sijgTi X-3tghx; (5) 1 jn CWhoiOnpH 31д;и к (6) to при(йб18П1Х/а1) , (7) где функции Пц - ( П- функции) Функции предсказани координат переключени в зависимости от экстремального значени измер емой переменной X. СигНсШы реализуютс в блоках определени модул 3, запоминани максимума 4 и в функциональных преобразовател х 5. Алгоритм (1) реализует К интервалов знакопосто нства управлени дл перевода фазового состо ни в соответствии с гиперповерхност ми переключени . По окончании процесса приведени при /X/ Д регул тор работает в ре-. жиме стабилизации регулируемой переменной состо ни . Режим стабилизации как в известном , так и в предлагаемом регул торе, автоколебательный. Но в предлагаемом изобретении применен известный принцип повыпени частоты автоколебаний за счет введени обратной св зи в виде резисторноемкостной цепи 8, охватывающей усилитель 1 с ограничением. Особенностью данной схемы вл етс то, что автогенераци система из блоков 1 и 8 наступает при и,таким образом, осуществл етс автоматическое переключение с режима приведени на режим стабилизации. В соответствии с теорией линеаризации система, состо ща из блоков 1,8 и 2, может быть представлена линейным элементом только при условии посто нства знаков сигналов с релейных элементов 7, которое обеспечиваетс за счет блокировки этих сигналов. Блокировка должна осуществл тьс в режиме стабилизации при .Дл контр л за переходом к режиму стабилизац выбрана величина интервала времени между моментами изменени знака выходного сигнала звена 1. Моменты из менени знака фиксируютс в известном устройстве в виде импульсов на выходе,блока 9 формировани импульсов обнулени и используетс дл обнулени запомненной величины в бл ке 4 . В режиме приведени интервал вре мени между импульсами существенно превьшает интервал времени между импульсами в режиме стабилизации. Э позвол ет формировать положительный импульс блокирующего сигнала с длительностью менее периода генерации системы из блоков 1 и 8 в режиме стабилизации и с помощью этого импульса задавать положительные значе ни выходным сигналам релейных элементов 7, Импульсы блокирующего сиг нала формируютс интегратором 10 и компаратором с выходным положительным или нулевым сигналом 11. На фиг. 2 представлена схема pea лизации интегратора 10 и компаратора 11. На фиг. 3 и 4 показаны графи ки процессов в этих блоках, соответ ственно в режиме приведени и в режиме стабилизации. Интегратор 11 состоит из задатчи ка посто нного напр жени т 1Ц , R , интегратора - Y, Rj, CR, и ключа-контакта реле R,; на вход которого поступает сигнал с блока 9. Компаратор состоит из зещатчика посто нного напр жени релейного элемента сравнени С характеристикой UH SignCu -U) , R,, RH и сумматора - , Rg, R, дл смещени характеристики компаратора в положительную область Сигнал на выходе компаратора определ етс вырс1жением S i t -sgn(u,,-U2) . (8) При изменении знака выходного сигнала звена 1 (фиг. 3 и 4) интегратор обнул етс и начинает интегрировать посто нное напр жение - U. При этом с выхода компаратора онимаетс положительный сигнал, который подаетс на третьи входы сумматоров б и по амплитуде превышает сигналы, поступающие на первые входы сумматоров б с выходов блоков -5, чем обеспечиваетс положительность сигнгшрв с блоков 7. в режиме приведени сиг нал на выходе релейного элемента измен ет знак в момент равенства напр жений и (фиг.З), что определ ет окончание блокирующего импульса длительностью t Т, где Т - период генерации. В режиме стабилизации сигнал на выходе релейного элемента не измен ет свой знак, так как импульсы, соответствугацие моментам изменени знака выходного сигнала звена 1, следующие через интервалы времени t. или t, , обнул ют интегратор. Поэтому в режиме стабилизации блокирующий импульс всегда существует при условии t и . Введение блокирующего импульса в режиме приведени не вли ет на гшгоритм управлени (1) - (7), так как длительность первого интервала приведени больше величины IT, а по алгоритму выходные сигналы релейных элементов 7 на первом интервале положительны. Предлагаемое изобретение позвол ет повысить точность стабилизации регулируемой переменной и конструктивно простыми средствами обеспечить перестройку регул тора при переходе от режима приведени , к режиму стабилизации и наоборот.. Так, например, установка дополнительного релейного элемента, фиксирующего режим стабилизации по измер емой переменной () не дает желаемого эффекта изза малости величины Д и неодинаковости дрейфов дополнительного релейного элемента и звена 1. При введении лишь охвата звена 1 резисторноемкостной цепью 8 алгоритм режима стабилизации зависит от знаков сигналов , поступающих с выходов релейных элементов 7, что может привести к такой высокой частоте изменени управ-л нвдего сигнала U на выходе блока 2, котора не будет отрабатыватьс рулевым приводом, либо к нарушению соответстви знаков входных и выходных сигналов регул тора и неустойчи- вости система. Повьниение динамической точности стабилизации осуществл етс за счет повышени частоты изменени релейного управл ющего воздействи . В релейных системах в автоколебательном режиме динамическа погрешность стабилизации - амплитуда автоколебаний зависит от частоты изменени знака управл ющего воздействи и часто определ етс по амплитудно-частотным характеристикам объекта управлени как реакци объекта на первую гар «5нику от разложени в р д Фурье периодического управл ющего воздействи . При монотонно-убывающих амплитудночастотных характеристиках повыиение частоты изменени управл ющего воздействи , приводит к уменьшению динамической погрешности. В предлагаемом устройстве наибольша частота изменени управл ющего воздействи не зависит от динамических свойств объекта управлени и ограничрнг с ишь частотой пропускани рулевого привода. Диапазон частот автоколебаний известного регул тора дл управени объектом четвертого пор дка т 0,5 Гц до 2 Гц, оп эедел етс в гневном динамическими свойствамиThe inputs of the inverters, each of which are connected to the remaining inputs of the multiplication unit through the corresponding series-connected adders and relays, the second inputs of the totalizers are connected to the module definition unit output, a feedback link and a sequentially connected pulse generator, integrator and coupler are entered, output connected to the third input of adders, with the output of the pulse maker connecting, not to the second input of the memory module of the maximum, and the input to the output of the amplifier with the limitation and the input of the feedback feedback, the output of which is connected to the input of the amplifier with the limitation. Figure 1 shows the block diagram of the controller; in fig. 2 shows an example implementation of a device consisting of a serially connected integrator and comparator; in fig. 3 and 4 are graphs of the processes in the blocks shown in FIG. 2. - The regulator (Fig. 1) consists of a series-connected amplifier 1 with a limitation, a multiplication unit 2 and a series-connected module 3 for determining the module and a maximum memory unit 4, series-connected functional converters 5, adders 6 and relay elements 7 connected to the corresponding the inputs of block 2. multiply. The input of amplifier 1 with the limitation is connected to the input of the module 3, the definition of the module, the output of which is also connected to the second inputs of the adders 6. The amplifier 1 with the limitation is captured by southern feedback through the resistance-capacitance circuit 8, the output of the amplifier 1 with the limitation is also connected to the input of the block 9 forming the zeroing pulses, the output of which is connected to the zero-input input of the maximum memory unit 4 and to the integrator zeroing input 10. The output of the integrator 10 is connected via a comparator 11 to the third inputs of the adders 6. In the mode with In order to control the phase state of the control object from the point of the initial state to the region containing the zero point, the control action is formed in the block of intelligent 2 in accordance with the dependence U - tn51grn (./ X / -X, -),. ((( ) where X is the measured system state variable, which is input to the regulator. Signal C is generated in amplifier 1 with a limiter in accordance with the following expressions 1 + 1 at (2) -1 at (3) ix at (x) D , (4) where D is the magnitude of the linearity zone of the static characteristic of amplifier 1, which determines. : area of stabilization of the measured variable. In the cue mode, the signal value is determined by the curves (2) or (3). The signals (XY) are formed in blocks 3,4,5,6 and 7. The signal / x / is formed in the module 4 determining unit and is fed to the second inputs of the adder 6. The first inputs of the adders receive the signals X | - absolute values of the switching coordinates, which are determined by the angles {(x1) at sijgTi X-3tghx; (5) 1 jn CWhoiOnpH 31d; and to (6) to at (ib18P1X / a1), (7) where the functions Pc are (P-functions) The functions of the switching coordinate coordinates depending on the extreme value of the measured variable X. Signals are implemented modulo 3 definition blocks, maximum 4 memory and functional converters 5. Algorithm (1) implements K control sign intervals to translate the phase state in accordance with the switching hypersurfaces. At the end of the casting process, the / X / D controller works in re-. variable state stabilization press. The stabilization mode, both in the known and in the proposed controller, is self-oscillatory. But in the present invention, the well-known principle of frequency oscillation of self-oscillations is applied due to the introduction of feedback in the form of a resistance-capacitance circuit 8, covering amplifier 1 with limitation. A feature of this scheme is that the autogeneration of the system of blocks 1 and 8 occurs with and, thus, automatic switching from the conversion mode to the stabilization mode takes place. In accordance with the theory of linearization, a system consisting of blocks 1.8 and 2 can be represented by a linear element only if the signs of the signals from the relay elements 7 are constant, which is ensured by blocking these signals. The blocking should be carried out in the stabilization mode. For controlling the transition to the stabilization mode, the time interval between the moments of the change in the sign of the output signal of the link 1 is selected. The moments of change of the sign are fixed in the known device in the form of output pulses, block 9 forming zero-pulse and used to reset the memorized value in block 4. In the cast mode, the time interval between pulses significantly exceeds the time interval between pulses in the stabilization mode. E allows forming a positive pulse of a blocking signal with a duration shorter than the generation period of the system from blocks 1 and 8 in the stabilization mode and using this pulse to set positive values for the output signals of the relay elements 7, the pulses of the blocking signal are formed by the integrator 10 and the comparator with the output positive or zero signal 11. In FIG. 2 shows a scheme for the implementation of integrator 10 and comparator 11. FIG. Figures 3 and 4 show the graphs of the processes in these blocks, respectively, in the reduction mode and in the stabilization mode. The integrator 11 consists of a constant voltage setpoint 1C, R, an integrator - Y, Rj, CR, and a relay contact key R ,; the input of which receives a signal from block 9. The comparator consists of a constant voltage voltage detector relay element of comparison With the characteristic UH SignCu -U), R ,, RH and the adder -, Rg, R, for shifting the characteristic of the comparator into a positive area Output signal the comparator is determined by the expression S it -sgn (u ,, -U2). (8) When the sign of the output signal of link 1 (Figs. 3 and 4) changes, the integrator zeroes out and begins to integrate a constant voltage, U. At the same time, a positive signal is output from the comparator output, which is fed to the third inputs of adders B and amplitude exceeds signals arriving at the first inputs of adders b from the outputs of blocks -5, which ensures the positiveness of signals from blocks 7. In the alignment mode, the signal at the output of the relay element changes the sign at the moment of equality of the voltages and (FIG. 3), which defines the end blocking and impulse with duration t T, where T - generation period. In the stabilization mode, the signal at the output of the relay element does not change its sign, since the pulses correspond to the changes in the sign of the output signal of link 1 following at intervals of time t. or t, null the integrator. Therefore, in the stabilization mode, a blocking pulse always exists under the condition t and. The introduction of a blocking pulse in the casting mode does not affect the control algorithm (1) - (7), since the duration of the first casting interval is greater than the IT value, and according to the algorithm, the output signals of the relay elements 7 in the first interval are positive. The present invention makes it possible to increase the accuracy of stabilization of an adjustable variable and structurally simple means to provide restructuring of the regulator during the transition from the conversion mode to the stabilization mode and vice versa. So, for example, installing an additional relay element fixing the stabilization mode according to the measured variable () the desired effect due to the smallness of D and the difference in drift of the additional relay element and link 1. With the introduction of only the coverage of link 1 with a resistive-capacitor circuit 8, the stabilization mode algorithm depends on the signs of the signals coming from the outputs of the relay elements 7, which can lead to such a high frequency of control changes from the signal U at the output of block 2, which will not be processed by the steering drive, or to a violation of the signs of the input and output regulator signals and instability system. Dynamic stabilization accuracy is accomplished by increasing the frequency of changes in the relay control action. In relay systems in the auto-oscillatory mode, the dynamic error of stabilization — the amplitude of self-oscillations depends on the frequency of change of the sign of the control action and is often determined by the amplitude-frequency characteristics of the control object as the response of the object to the first head from the decomposition of the periodic control action. With monotonously decreasing amplitude-frequency characteristics, an increase in the frequency of change of the control action leads to a decrease in the dynamic error. In the proposed device, the largest frequency of change of the control action does not depend on the dynamic properties of the control object and is limited to the frequency of transmission of the steering drive. The frequency range of self-oscillations of a known regulator to control a fourth-order object is 0.5 Hz to 2 Hz, it is determined in angry dynamic properties
объекта управлени по отношению к измер емой паренюнной состо ни . Диапазон частоты автоколебаний сие- темы управлени тем же объектом с предлагаемым регул тором может быть задан от 0,5 Гц до 10 Гц и ограничен сверху рулевого привода. Изменение диапазона частот автоколебаний приводит к повышению динамической точности стабилизации предлага мам регул тором более чем в четыре раза.the control object with respect to the measured paired state. The range of frequency of self-oscillations of the control system of the same object with the proposed controller can be set from 0.5 Hz to 10 Hz and limited to the top of the steering gear. A change in the frequency range of self-oscillations leads to an increase in the dynamic accuracy of stabilization proposed by the controller more than four times.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792861292A SU857929A1 (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Relay regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792861292A SU857929A1 (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Relay regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU857929A1 true SU857929A1 (en) | 1981-08-23 |
Family
ID=20868666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792861292A SU857929A1 (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Relay regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU857929A1 (en) |
-
1979
- 1979-11-21 SU SU792861292A patent/SU857929A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU857929A1 (en) | Relay regulator | |
US3824438A (en) | Dither circuit | |
SU1644087A1 (en) | Pneumatic regulator | |
SU894668A1 (en) | Automatic control relay system | |
SU765782A1 (en) | Relay regulator | |
SU451047A1 (en) | Method for correcting non-linear automatic control system | |
SU432459A1 (en) | ADAPTIVE PULSE PROPORTIONALS INTEGRAL REGULATOR <? П **;,. “, | |
SU773571A1 (en) | Control system | |
SU741231A1 (en) | Control device | |
SU855607A1 (en) | Regulator | |
SU1215092A1 (en) | Device for determining coefficients of statistical linearizing of non-linear dynamic systems | |
SU1145320A1 (en) | Correcting device | |
SU900258A1 (en) | Relay regulator | |
SU531130A1 (en) | Automatic control device | |
RU2403607C2 (en) | Relay regulator | |
SU1285562A1 (en) | Phase shifting device | |
SU1429305A1 (en) | Follow-up pulse delay device | |
RU1807447C (en) | Adaptive control system | |
SU962881A1 (en) | System for automatic control of temperature | |
SU842727A1 (en) | Liquid consumption control device | |
SU976452A1 (en) | Differentiating device | |
SU624203A1 (en) | Controlling device | |
SU1290250A1 (en) | Three-position regulator | |
SU385260A1 (en) | PULSE REGULATOR | |
SU519645A1 (en) | Phase control method of the input signal |