Регуляторы с переменной структурой.

Регуляторами с переменной структурой называют приборы, содержащие ключевые (релейные) элементы, которые в соответствие с выбранным законом размыкают или восстанавливают различные каналы передачи информации. Структурная схема такого регулятора меняется в течение переходного процесса таким образом, чтобы обеспечить высококачественное выполнение задач управления.

 

В общем виде регулятор с переменной структурой можно представить в виде трех функциональных элементов: измерительного устройства ИУ, формирователя функции переключения ФФП и блока коммутируемых коэффициентов БК.

Назначение измерительного устройства ИУ состоит в преобразовании сигнала Х0, пропорционального заданному значению регулируемой величины, и сравнении его м с измеренным значением Х регулируемой величины. Сигнал ошибки х10-Х с выхода блока ИУ поступает на блоки БК и ФФП.

Блок ФФП формирует функцию переключения S. Преобразование структуры регулятора осуществляется в момент перехода через нуль функции S, заданной уравнением:

S =с1х12х2

В блоке ФФП сигнал ошибки х1 дифференцируется и величина х2=dx1/dt поступает на выходной суммирующий усилитель с релейной характеристикой. Требуемое соотношение коэффициентов с1 и с2 обеспечивается введением на второй вход усилителя дополнительного сигнала х1 с соответствующим коэффициентом. Функция S преобразуется выходным усилителем в релейный сигнал Usgns, являющийся выходным сигналом блока ФФП.

Блок БК формирует управляющее воздействие U и осуществляет скачкообразное изменение структуры регулятора в соответствии с логическим законом, записываемым в виде:

 

 

 

где az, bz – коэффициенты каналов регулятора; z – любая из коммутируемых координат х1, y или U.

Этот блок состоит из логических переключающих устройств (ЛПУ), реализующих закон регулирования и выходного сумматора, на котором формируется управляющее воздействие U. В зависимости от вида решаемой задачи в БК могут использоваться от одного до трех ЛПУ. Соответственно этому управляющее воздействие U будет представлять собой комбинацию одного, двух или трех сигналов вида

U=y z z