Раздел: Документация
0 ... 133 134 135 136 137 138 139 ... 143 этом конденсатор С начинает процесс запоминания нового значения /щах и цикл работы повторяется снова. Недостаток СЭУ с непрерывными поисковыми колебаниями состоит в том, что они не способны точно поддерживать экстремальное значение управляемой величины. В этих системах колебания существуют даже в том случае, когда достигнут экстремум и возмущающие воздействия и характеристика объекта остаются неизменными. Для многих объектов недопустимы колебания, поэтому для управления ими не могут быть использованы поисковые экстремальные системы. Существенным недостатком поисковых экстремальных систем является их сравнительно низкая помехоустойчивость, связанная с тем, что управляющее воздействие зависит не только от рассогласования (удаления системы от экстремума), но и от возмущения, смещающего экстремальную характеристику в вертикальном направлении. Время, необходимое для поисковых колебаний, с помощью которых находится экстремум, ограничивает быстродействие поисковых СЭУ. Более советшзенными системами экстремального управления являются так г.:ываемые дифференциальные СЭУ, в которых поиск экстремума выполняется без непрерывных колебаний. 12.5. Беспоисковые дифференциальные системы экстремального управления В беспоисковых СЭУ экстремум критерия оптимальности / находится и поддерживается без специальных поисковых колебаний. Беспоисковые СЭУ могут быть построены по принципу управления по возмущению (разомкнутые беспоисковые СЭУ), при помощи дифференциальных схем, с использованием аналитических методов решения задачи определения условий экстремума. Как было показано в п. 12.3, в разомкнутых СЭУ в зависимости от значения возмущающего воздействия L (t) с помощью связи по возмущению вырабатывается в соответствии с заранее определенной зависимостью pm = / (L) управляющее воздействие рт, при котором управляемая величина / принимает экстремальное значение, т. е. 1тах находится и поддерживается без непрерывных поисковых колебаний. Разомкнутые СЭУ чувствительны к изменениям параметров системы. Поэтому они, как правило, применяются не самостоятельно, а в комбинированных СЭУ [26]. Более широкое распространение получили дифференциальные СЭУ [8]. Дифференциальные СЭУ с моделями объекта управления С выхода линейной инерционной части ЛИЧ объекта управляющий сигнал х поступает не только на нелинейную безынерционную его часть, но также на две модели ЛИ, М2 нелинейной безынерционной части экстремального объекта (рис. 12.22, а). На эти модели, кроме того, подаются дополнительные смещения +Ах и —Ах соответственно, под влиянием которых экстремальная характеристика  Рис. 12.22. Дифференциальная СЭУ с моделями объекта управления: а — функциональная схема; 6. в — зависимости I ~ f (х) и А/ = f (х) соответственно. модели Ml смещается относительно характеристики объекта (кривая J = / на рис. 12.22, б) влево (кривая /„О, а модели М2 — вправо (кривая /м2). Сигналы с выходов моделей Ml и М2 через усилители У1 и У2 с одинаковыми коэффициентами усиления поступают на устройство вычитания У В. Статическая характеристика А/ = f (х) моделей Ml и М2 с усилителями и устройством вычитания проходит через нуль при х = хт (рис. 12.22, в). Разностный сигнал А/ = /х — /2 с выхода устройства вычитания через усилитель УЗ подается на исполнительный элемент (например, двигатель) ИЭ. Последний изменяет управляющее воздействие р, стремясь уменьшить значение А/ до нуля. При А/ = 0 управляющее воздействие х = хт, когда выходная величина / управляемого объекта принимает экстремальное значение. Таким образом, в рассматриваемой СЭУ управляющее воздействие р формируется из разностного сигнала А/ и стремится удерживать систему, как и в случае следящей системы, в равновесном состоянии А/ = 0 и тем самым поддерживать экстремальное значение показателя качества /. В рассматриваемой СЭУ возмущающее воздействие L влияет как на управляемый объект, так и на модели, поэтому при перемещении характеристики объекта под влиянием L будут аналогично перемещаться и характеристики моделей. Благодаря этому уменьшается влияние возмущающих воздействий на точность поддержания экстремального значения /. Предполагая, что характеристики объекта и моделей являются параболами: / = k0 (х xm)2 -J- /т; h = — £mi (х + Ах — хт)2 + /т; h = — *м2 (х — Ах — хт)2 + 1т, получим разностный сигнал на выходе устройства вычитания д/ = 1г /2 = kMl (х + Ах — xmf + 1т + ku2 (х — Ах— хту— 1т ~ = (6м2 — kMl) (X — Хт)2 — (&М2 + Kl) 2АХ (X — Хт) + (£„2 — kMl) Ах2. Если характеристики объектов идентичны, т. е. kw\ = kM2, то выражение для А/ упрощается: т. е. при постоянном смещении Ах разностный сигнал А/ пропоцио-нален отклонению сигнала управления х относительно требуемого значения хт. При поступлении разностного сигнала через усилитель на исполнительное интегрирующее устройство система, как отмечалось, будет стремиться уменьшить до нуля А/, разность х — хт, а следовательно, в соответствии с формулой и отклонение показателя качества / от его экстремального значения 1т Необходимый сигнал А/ для управления исполнительным элементом можно получить в виде разности выходных сигналов модели амого объекта. Дифференциальные СЭУ обеспечивают выход системы в область экстремума без поисковых колебаний, обладают высоким быстродействием и являются более простыми по сравнению с поисковыми системами. Особенно выгодно применение дифференциальных СЭУ в случаях, когда можно построить простую модель объекта управления. В п. 12.6 рассматриваются корреляционные СЭУ, в которых объектами управления являются корреляторы. Моделями этих объектов являются корреляторы, построение которых не вызывает технических трудностей. 12.6. Корреляционные системы экстремального управления Как известно, корреляционная функция R (т) сигналов х (/) и (t + т) (рис. 12.23, а) имеет экстремальный характер (рис. 12.23, б). Максимальное значение корреляционной функции R (т) достигается при нулевом значении аргумента (т = 0). Корреляционная функция R (т) практически определяется с помощью корреляционного устройства (коррелятора, рис. 12.23, е). Входные сигналы x(t) и х (/ + т) поступают на устройство умножения УУ, где происходит их перемножение в соответствии с подынтегральным выражением формулы (12.6), а сигнал, соответствующий произведению х (t) х (t + т), с выхода ЧУУ подается на интегратор — сглаживающий фильтр S. Сигнал с выхода 5 соответствует корреляционной функции R (т). Экстремальный характер корреляционной функции используется для построения корреляционных СЭУ (корреляционно-экстремальных систем управления). д/ = 4ftMAx (х — хт), Х—Хт = V dm— 0/*о Г  (12.6) 0 ... 133 134 135 136 137 138 139 ... 143
|
