Многоканальное устройство для идентификации объекта управления

Многоканальное устройство для идентификации объекта управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Й И"С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сеюз Соеетеитта

Соцналмстмчеаеа

Реса у@итти (11) 602816

Н АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61} Доиолиите.1ьяое. и авт. авил-ву(И) Заавлеяо 10.03,75(21) 21125Ы/18-24 е присоединением заявки № т (51) М. Кл.

Ст 05 В 13/02

Ст 05 В 1 7/02

Ткударстввкай каетег

Йеаата Мюнатра СССР в лакам кзвбретива я еткрыткк (23) Приоритет (Я) Опубииковаио 15.04.785вииетеяь Ю1 4 (45) Дата ояубликоваииа опиеаиия 29.03.78 (53) УДК 62,501 (088.8) (У2) Автор изо4ретеяия

К. В. Исаев (71) Заявитель

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный уннверситет (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматнческог управлении я может быть применено в самонастраивающихся системах управления, а также в системах автоматической обработки информации я идентификации.

Среди устройств для идентификации объектов управления наибольшее распростра- ненне получили устройства, использующие линейную, относительно конечного числа фиксированных (базисных) преобразователей, тО настраиваемую м одель.

В устройствах подобного типа весовые коэффициенты прн выходах:преобразователей, реализующих нзвестные базисные операторы, т настранваются с помощью цепей, каждая из которых содержит дискретный илн непрерывный интегратор, в общем случае с переменным коэффициентом усиления. На входы интеграторов подключены устройства, формирую- аа щие сигналы, пропорцнональные текущим (часто сглаженным прн помощи фильтров) значенням соответствующих компонент градиента квадрата рассогласования между выходами объекта н модели. Средний квадрат

2 рассогласования характеризует потери, воэнякающне,при аппроксимация объекта принятой моделью 111 н 2)Наиболее близким по технической сущности к данному нзобретенню является мно гоканальное устройство для идентификации объекта управления, содержащее сумматор, блок сравнения и тт каналов, каждый из которых содержнт функцнональный преобразователь и; последовательно соединенные первый умножнтель, первый фильтр, первый ннтегратор н второй умножитель, причем выход функционального преобразователя первого канала соединен непосредственно н через второй умножнтель и блок сравнения со входами первого умножнтеля 3, .

В таком устройстве выходы функциональ-. ных преобразователей модели в общем случае неортогональны, Прн большом числе па- раметров это приводит к тому, что задача идентификации вырождается. Практически это означает, что миннмнзнруемый функционал рассогласования в окрестности своей экстремальной гочки становится слабо

Ьыпуклым, Учитывая, что устройства реали602916

3 зуюшие алгоритм настройки, обладают конечной нечувствительностью, точность оценки параметров модели будет невысокой, Кроме того, так как в случае неортогальных. выходов функциональных пре образователей настройка параметров модели происходит не независимо друг от друга, то быстродействие устройства также. может быть низKNM.

1О

Отсутствие ортогональности системы выходов базисных преобразователей приводит к низким быстродействию и точности уст -. ройства.

Белью изобретения является повышение 15 точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаем ом устройстве дополнительно установлены (g +1)- ый функциональный преобразователь, в каждом канале, кроме 26 первого и последнего, сумматор и блок сравнения, ((-1) последовательно соединенные третий умножитель, второй фильтр, второй интегратор и четвертый умножитель, а в последнем канале (-1) последовательно соединенные третий умножитель, второй фильтр, второй интегратор и четвертый умножитель, причем в каждом канале выходы функционального преобразователя и четвертых умножителей через сумматор соединены со вторыми входами соответствующих третьих умножителей, выход сумматора во всех каналах, за исключением последнегo, соединен непосредственно и через соответствующий второй умножитель и блок срав

35 нения со входами соответствующего первого умножителя, а первый вход блока сравнения каждого канала соединен с первыми входами соответствующих третьего и четвер-.

40 того умножителей пЬследуюших каналов.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит функциональные преобразователи 1, первые умножители 2, вторые умножители 3; первые фильтры 4, вторые фильтры 5, первые интеграторы 6, вторые интеграторы 7, третьи умножители

8, четвертые умножители 9, сумматоры 10, блоки сравнения 11.

В описании приняты следующие обозначения: к<- входные сигналы, поступающие с объекта, ф - выходной сигнал вторых блоков умножения, g +< - выходной сигнал суммат,ора последнегв канала,U - опорный:сигнал.

Устройство работает следующим образом.

Функциональные преобразователи 1 преобразуют наблюдаемые координаты объекта

X Х ... Х образуя на сьоих выхо2 " м дах систему линейно независимых сигналов, 4 в общем случае неортогональных и ненормир ованных.

Сначала нормируется,выходной сигнал функционального преобразователя 1 первого канала. Для этого выход функцио льного преобразователя 1 связан со входом умно- жителя 3 того же канала, на другом входе которого формируется нормирующий множитель. Полученный таким образом сигнал ц1, подается на" вход блока сравнения, где происходит сравнение его с опорным сигналом. Выход блока сравнения связан с одним из входов умножителя 1 цепи настройки„ которая формирует на своем выходе нормирующий множитель. При атом минимизируется средний квадрат сигнала на выходе схемы сравнения. Удовпетв оряющий атому условию сигнал будет нормирован, т.е. его среднеквадратичное отклонение будет равно единице, Сигнал (p является выходным сигналом первого канала. Полученный таким обра-. зом сигнал(р; затем подается на соответствующие входы третьего и четвертого умножителей всех последующих каналов.

Во втором канале сигнал с выхода чет вертого умножителя 9 поступает на вход сумматора 10, на другой вход которого.поступает сигнал с выхода функционального преобразователя 1 второго канала, Среднеквадратичное отклонение полученной суммы с помощью цепи настройки, формирующей на своем выходе множитель, зависящий от (P<, минимиэируется. При этом условии сигнал на выходе сумматора 1 второго канала становится ортогональным с выходным сигналом ер первого канала. Выходt ной сигнал сумматора 10 второго канала нормируется аналогично выходному сигналу функционального преобразователя 1 первого канала. Выходной сигнал (p< второго умножителя 3 второго канала является выходным сигналом второго канала.

Далее, полученные сигналы (р и (р п ступают на соответствующие входы третьих и четвертых умножителей 8,9 третьего канала. Выходные сигналы четвертых умножителей 9 поступают на входы сумматора

10 третьего канала, на один иэ входов которого подается также сигнал с выхода функционального преобразователя 1 того же канала. Выходной сигнал сумматора с помощью двух цепей настройки, связанных своими выходами со входами соответствующих умножителей третьего канала, ортогонализируется с (p< и ср и затем так же,как и ранее, нормируется. Таким образом, на выходе второго умножителя 3 гретьего канала формируется сигнал Ср, который является выходным сигналом третьего канала.

60291 6

Сигналы q(, (р, (р и выходной сигнал функционального преобразователя 1 чет ввртого канала участвуют в формировании сигнала Ч 4, ортогонального с 9, ф, (P p: и Т,Q„BIIJl07h до сигнала цэ ) 5 ортогонального с сигналами (p <у

Ч и

Ф я В"

Сигнал Ц> нет необходимости норми-! ровать. Он представляет собой рассогласование Я;, удовлетворявшее поставленной 16 цели, - средний квадрат минимален.

При этом, как видно из чертежа, выходы функциональных преобразователей 1 всех каналов участвуют s формировании Я, в линейной форме. Весовые коэффициенты каж- Ю дого иэ базисных преобразователей в этой линейной форме легко подсчитываются по значениям коэффициентов, полученных на умножителях, участвующих в формировании сигналов К)(, ((),..., ф

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность и быстродействие идентификации объекта по сравнению с известным устройством (3 . Это повышение особенно значительно при большом числе параметров модели, когда выходы ее функциональных пре обраэователей существенно неортогональны. Кроме того, предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности по :кольку, во-первых, сформированные в ием сигналы lp; могут быть использованы дл принятия решения о минимальном псле преобразователей, необходимых для аппроксимации объекта с заданной точностью, и, во-вторых, появля35 ется воэможность идентификации объектов, в которых разделение контролируемых сит налов на входные и выходные провести невозможно или нецелесообразно, 40

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 ° Авторское свидетельство СССР

Ж 378802, кл. Q 05 В 13/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 429415, кл. С 05 3 17/02, 1972.

3. Теория непрерывных автоматических систем и вопросы идентификации, труды%

Конгресса ИФАК, М., Наука, 1971, с. 306-310, Ф ормула изобретения

Многоканальное устройство для нденти45 фикации объекта управления, содержащее сумматор, блок сравнения и И каналов, каждый из которых содержит функциональный преобразователь и последовательно соединенные первый умножитель, первый фильтр, первый интегратор и второй умножнтель, причем выход функционального преобразователя первого канала соединен непосредственно и через второй умножитель и блок сравнения со входами первого умно жителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышейия точности устройст» ва в нем дополнительно установлены (И + 1)-ный функциональный преобразователь, в каждом канале, кроме первого и последнего, сумматор и блок сравнения, (1 -0 последовательно соединенные третий умножнтель, второй фильтр, второй интегратор н .четвертый умножитель, а в последнем канале (I -1) последовательно соединенные третий умножитель, второй фильтр, второй интегратор и четвертый умножитель причем в каждом канале выходы функционального преобразователя и чет вертых умножителей через сумматор соединены со вторыми входами соответствующих третьих умножителей, выход сумматора во всех каналах, эа исключением последнего, соединен непосредственно и через соответствующий второй умножитель и блок сравне ния со входами соответствующего первого умножнтеля, а первый вход блока сравнения каждого канала соединен с первымн входами соответствующих третьего и четвертого умножителей последующих каналов.

602916

С=атавитель Ю. Гладков

Peaaarop М. Трофимова Техред Ai Алатырев Корректор g, дцемирскаа

Заказ 1848 43 Тираж 1033 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб.„д. 4/6

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4