Способ формирования корректирующего воздействия в нелинейных самонастраивающихся системах управления

Способ формирования корректирующего воздействия в нелинейных самонастраивающихся системах управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севетсииа

Сециапистичееиик

Реенубиии

< 642674 (6l) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 180975 (21) 2173282/18-24 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет—

Опубликовано 1501.79Бюллетень ЭЙ 2

Дата опубликования описания 150179 (5т} М. Кл.

405 В 1 3/00

Государственный коюитет

СССР по делаю изобретений и открытий (5З) УДК 62-52 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.A..Козеев (7!) Заявитель

C (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО

ВОЗДЕИСТВИЯ В НЕЛИНЕИНЫХ САМОНАСТРАИВАЮЩИХСЯ

СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматического управления, в частности; к классу самонастраивающихся систем.

Известны способы формирования корректирующего воздействия в нелинейных самонастраивающиМся системах управления, основанные на выделении и дифференцировании выходного сигнала системы с целью получения производных от выходного сигнала по времени Il) 2). Однако эти способы формирования корректирующего воздействия при своей реализации в самонастраивающихся системах управления обладают такими существенными недостатками, как, например, большое запаздывание контура самонастройки, малая помехоустойчивость системы и невысокая точность управления.

Наиболее близким решением данной технической задачи является способ формирования корректирующего воздействич, основанный на измерении выходного сигнала системы, формировании сигналов, пропорциональных про" извадным от выходного сигнала по времени, формировании сигнала оценки состояния системы н суммировании выходного сигнала систевы, сигналов, пропорциональных производным от вы.ходного сигнала по времени, и сигнала оценки состояния системы (31.

При технической реализации этого способа производные от выходной координаты системы вычисляются по приближенным конечноразностным формулам, что приводит к появлению больших ошибок в управлении, запаздывание контура самонастройки уменьшается незначительно, так как при этом сравнительно трудна вычислить с высокой точностью производные высших порядков, а самонастраивающаяся система в целом обладает низкой помехоустойчивостью, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и повыаенне быстродействия.

Это достигается тем, что сигнал оценки состояния системя формируют после измерения входного сигнала сис» темы,затем суммируют сигнал оценки состояния и выходной сигнал системы и после этого формируют сигналы,пропорциональные производным от входного сигнала по времени.. 642674

Пусть оператор нелинейной системы управления задан в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений

Фаям;(С,Ч,, Ч,К„.. К ) () (i=4...m), где время;

Ч„" У, выходные координаты системы;

К„,...К „- параметры системы; нелинейные функции .

Тогда выходную координату Ч„() системы для момента времени 1е1 +at можно представить в виде степейного ряда: (51

Ч) (о+ д )еу ((о)+Е,, + (44.1 (2) где о — время измерения выходной координаты;

ht — интервал предсказания; у„.(t )- значение выходного сигнала системы, измеренное в момент времени E

Производные от выходного сигнала по времени 8, /М предлагается определять следующим образом.

Первая проивводвая -Ц +) определяется путем подстановки в выражение (1) значений, у. в-у.(+, ) и К.:К-(+g, гдеК ()- сигнал- оценки саатоянЛя системы в момент времени), сфор" мированный в результате решения задачи идентификации (g =1,..... ;

1 1 р ° ° е ° ° р ) °

Вторая производиая14 У; (4) Idt $1 = определяется в результате дйфференцирования по времени выражения (1) а Ч; М,d Y+ aZ.

-И-Б зу„я Е, и подстановки в правую часть полученного выражения значений:

К ея.)а ) ). ° я.«) Е)о-а БЕ

2 Ф o) q 1 о! д(у

Третья производная )d у;ц.1/<Изf + определяется путем двойного дифференцирования виражения (1) но временит, ау„м at 2 эО и подстановки в правую часть получен ного выражения значений

К2 (о) > У1 Yi (t t) >

dY,(8).(Е) ) е %.ПЯ Щ)

dt dt It t dt) dt) It=t и т.д. на чертеже показана структурная схема устройства„ реализующего пред« лагаеиый способ при .И = 5, где Ичисло членов разложения в выражении (2) (под знаком суммы).

Устройство содержит: систему управления 1, блок измерений 2, блок идентификации 3, вычислительные блоки 4, 5,6,7,8, блоки умножения 9,10,11,12, 13, сумматор 14, синтезатор 15, исполнительный элемент 16 контура самонастройки.

Принцип работы данного устройства заключается в следующем.

С выхода системы управления 1 на вход блока измерений 2 в момент вреl0 менн 1 поступает сигнал. С выхода блока измерений 2 выходной сигнал системы у; (), (=1,....., e поступает: на один из входов блока идентификации 3; на один нз входов каждого вычислительного блока 4,5,6,7,8; на один из входов сумматора 14. В блоке идентификации 3, на другой х) вход которого поступает сигнал, являющийся входным сигналом системы управления, производится формирование сигналов оценки состояния системы.

С выхода блока идентификации 3 сигнал поступает на один нз входов синтезатора 15 и на соответствующие входы вычислительных блоков 4,5,6,7, 8.

Первый вычислительный блок (блок

4) предназначен для формирования вычисления сигнала, пропорционального первой производной от выходного сигнала по времени dY; /М

С выхода блока 4 сигнал поступает на вход блока умножения 9 с коэффициентом передачи K. е а1 и на соответствующие входы вычйслительных блоков 5, 6,7,8.

Второй вычислительный блок (блок

5j предназначен для Формирования сиг40 нала, пропорционального второй производной от выходного сигнала по времени д Y /(И ° С выхода блока 5 сигнал поступает на вхсщ блока умножения 10 с коэффициентом передачи

4б к„2 2 а и на входы вычислительных блоков 6,7,8, Аналогичнйе задачи решают третий, четвертый и пятый вычислительные блоки,6,7,8.

С выходов блоков умножения 9,10, 11 12,13 сигналы поступают на входи сумматора 14, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный величине

Ч,(a+«>=Y «>) Š—;г(ьм .

Se

Сигнал с выхода сумматора 14 поступает на второй вход синтезатора

9) 15, в котором на основе заданного критерия качества определяется необходимая настройка параметров системы управления. С выхода синтезатора 15 сигнал поступает на вход исполнительного элемента 16, преднаэ«

642674

Формула изобретения

Составитель Э.Митрошин

Редактор Д.Зубов Техред З.Фанта Корректор Н.Петрик

Заказ 7757/44 . Тираж ИЧ Подписное

ЦНИИПЙ Государственного комитета СССР . по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб,,д.4/5 и, Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä,. ул.Проектная,4 наченного для измерения параметров си =темы управления или для выработки дополнительного управляющего воздействия.

Применение данного способа обеспечивает возможность повышения точности управления, уменьшения запаздывания контура самонастройки и повышения помехоустойчивости системы управления.

Способ формирования корректирующего воздействия в нелинейных самонастраивающихся системах управления, основанный на измерении выходного сигнала системы, формировании сигналов, пропорциональных производным от выходного сигнала по времени, формировании сигнала оценки состояния системы и суммировании выходного сигнала системы, сигналов, пропорциональных производным от выходного сигнала по времени, н сигнала оценки состояния системы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и быстродействия способа, сигнал оценки состояния системы формируют после измерения выходного сигнала системы, затем сум5 мируют сигнал оценки состояния и выходной сигнал системы и после этого

Формируют сигналы, пропорциональные производным от выходного сигнала по времени. р Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Городецкий В.И., Юсупов P.È, Метод последовательной оптимизации в задачах идентификации. Изв.ЯН СССРтехническая кибернетика, 1972, ЭЗ.

2. Куликовский Р. Оптимальнйе и адаптивные процессы в системах автоматического регулирования, Наука >

1967.

3. Козлов Ю.М., Юсупов P.È. Беспоисковые самонастраивающиеся системы. Наука, 1969.