Самонастраивающаяся система с эталонной моделью

Самонастраивающаяся система с эталонной моделью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(} }}864244

Союз. Советсими

Социалмстмчесимк

Республми

ОП ИКАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22) Заивлеио05.06. 79 (21) 2766802/18-24 с и рисоеди пение}и заявки .}те— (23) Приоритет— (5!)М. Кл.

G 05 B 13/02 Ьвударетеапв11 комитет

СССР

le аааам изоаретеиий в отирьивв

Опубликовано 15.09.81. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 18.09.81 (53 1 УД К62-50 (088. 8) (72) Авторы изобр .теиия

А.Я.Лащев, Р.М.10супов, В.А. Иванов, 3. и В.А.Косарев

Московский ордена Октябрьской Революци

Красного Знамени институт стали и сплавов (7I ) Заявитель (54)САМОНАСТРАИВА"МЦАЯСЯ СИСТЕМА С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЫО

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, а именно к самонастраивающимся системам с эталонной моделью, которая подстраивается по статическим характеристи5 кам входного сигнала.

Известна самонастраивающаяся система с настраиваемой моделью, содержащая основной контур регулирования, выполненный в виде последовательно

10 соединенных сумматора, регулятора и объекта регулирования, и контур настройки, содержащий годстраиваемую эталонную модель основного контура регулирования (1 ).

Малое быстродействие и динамическая точность системы из-за последовательной подстройки сначала модели, а затем основного контура- регулироваа ния под модель являются недостатками известной системы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является самонастраивающая система с эталонной моделью, настраиваемой по статистическим характеристикам входного сигнала, представляющего собой аддитивно наложенные полезный сигнал и помеху, содержащая последовательно соединенные первый сумматор,. регулятор, объект регулирования, второй сумматор и первый блок настройки, выход которого соединен со вторым входом регу. ятора, последовательно соединенные фильтр низкой частоты, первый выпрямитель, третий сумматор, второй блок настройки, модель регулятора, модель объекта регулирования, фильтр высокой частоты и второй выпрямитель, выход которого соединен со

0 вторым входом третьего сумматора, вход первого сумматора через четвертый сумматор соединен со входами модели регулятора и фильтра низкой частоты, а второй вход — с выходом объекта регулирования, а второй вход четвертого сумматора соединен с выходом мо

864244 (2) 30 где дели объекта регулирования и вторым входом второго сумматора (2 g.

Недостаток системы — малое быстродействие и точность известной системы. Это объясняется тем, что подстройка системы под модель производится по сигналу разности с выхода объекта регулирования и модели объекта регулирования. При изменении на входе системы соотношения сигнал-помеха медленно будет подстраиваться сначала модель, а затем уже основной контур регулирования под модель.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности самонастраивающейся системы с эталонной моделью.

Эта цель достигается тем, что в самонастраивающейся системе с эталон-. ной моделью второй выход третьего сумматора соединен с третьим входом второго сумматора.

На чертеже представлена самонастраивающаяся система с эталонной моделью, которая подстраивается по статистическим характеристикам входного полезного сигнала и адщлтивно наложенной помехи °

Она содер>сит первый сумматор 1, регулятор 2, объект регулирования 3, второй сумматор 4, первый блок настройки S, четвертый сумматор 6, фильтр низкой частоты 7, второй выпрямитель

8, третий сумматор 9, второй блок настройки 10, модель регулятора 11, модель объекта регулирования 12, фильтр высокой частоты 13, первый, третий и четвертый выпрямители 14,15, 16.

Самонастраивающаяся система с эталонной моделью работает следующим образом.

На вход системы поступает чолезный сигнал Х и аддитивно наложенная помеха типа белого шума. Система состоит из основного контура регулиро. вания, содержащего первый сумматор 1, регулятор 2 и объект регулирования

3. Регулятор 2 при помощи первого блока настройки 5 подстраивает свои параметры под параметры модели основного контура регулирования при воздействии на основной контур регулирования параметрических воздействий .

F. Эталонная модель основного контура регулирования содержит четвертый сумматор 6, модель регулятора 11 и модель объекта регулирования 12.

Сигналы с выходов первого и четвер4 того выпрямителей алгеб раи чески суммируются во втором сумматоре и подаются на вход блока настройки 5, который обеспечивает выполнение критерия самонастройки:

Т(к) = ч,„/-/ (/ (1) где k — подстраиваемый коэффициент в регуляторе (например, коэффициент усиления), 10 у - входная величина основного контура регулирования, У„ - выходная величйна модели основного контура регулирования.

В случае, если на входе системы статистические характеристики полезного сигнала х и аддитивно наложенной помехи п медленно изменяются, необходимо подстраивать и параметры модели, так как при изменении соотношения сигнал-помеха параметры модели основного контура необходимо подстраивать на минимум среднеквадратической ошибки с целью приближения ее к

orrmxanbHoMy фильтру согласно критерию:

1 ц)=1е, 1+116© ) вин, коэффициент усиления модели р е гуля тора 1 1, динамическая ошибка модели основного контура регулирования, весовой коэффициент.

С целью. измерения динамической Яд ошибки и флуктуационной с п, ошибки контур самонастройки модели основного контура регулирования содержит фильтр низкой частоты 7 (для измерения E. ) и фильтр высокой частоты (для измерения величины 3. Е ) .

В третьем сумматоре 9 сигналы с выходов второго 8 и третьего 15 выпрямителей алгебраически суммируются и разностный сигнал с выхода третьего сумматора 9 поступает на вход второго блока настройки 10, который медленно подстраивает параметры модели регулятора ll на оптимальное значение при

J Яд / = Яр), как показано в форму. ле (21.

Темп подстройки параметров моДели регулятора ll на порядок (по крайней

SS мере ) ниже темпа подстройки регулятора 2, так как контур настройки модели регулятора li содержит фильтры 7 и 13, а основной контур подстраивает5 864244 6 ся под модель основного контура по сигнал-помеха на входе систем4 упрввмгновенным значениям выходных величин ления ° у и у

Структура фильтра низкой частоты формула изобретения

7 .выбивается равной 5

l 1 бу((Ю) И М1 а структура высокочастотного фильтра

l 3 из соотношения (II (j I!Sh(m) где и W — передаточные функции соответственно фильтра низкой частоты 7 и фильтра высокой частоты 11, % (а) и S„((e) спектральные плотно ти соответственно полезного сигнала х и аддитивной помехи и, Ю вЂ” частота.

Связь со второго выхода третьего сумматора 9 на вход второго сумматора 4 обеспечивает повышение быстродействия всей системы, так как это позволяет прн изменении соотношения сигнал-помеха на входе сразу включить-Зо ся к контуру настройки основного контура регулирования, а не после подстройки параметров модели регулятора

11.

Таким образом, применение предложенной системы управления позволит увеличить быстродействие контура подстройки в два раза, тем самым увеличится динамическая точность и уменьшится колебательность процесса управ- 4g пения при изменении параметров основного контура системы и соотношения

Самонастраивающаяся система с эталонной моделью, содержащая последовательно соединенные первый сумматор, регулятор, объект регулирования, первый выпрямитель, второй сумматор и первый блок настройки, выход которого соединен со вторым входом регулятора, последовательно соединенные фильтр йиэкой частоты, второй выпрямитель, третий сумматор, второй блок настройки, модель регулятора, модель объекта регулирования, фильтр высокой частоты и третий выпрямитель выход которого соединен со вторым входом третьего сумматора, первый вход первого сумматора через четвертый сумматор соединен со входами модели регулятора и фильтра низкой частоты, а второй входс выходом объекта регулирования, а второй вход четвертого сумматора соединен с выходом модели объекта регули-. рования и через четвертый выпрямитель со вторым входом второго сумматора, о т л и ч .а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности системы, в ней второй выход третьего сумматора соединен с третьим входом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Самонастраивающиеся системы

Справочник под общей редакцией П.И.Чи к наева. Киев "Наукова Думка" 1969, с.403.

2.Санковский Е.А. и др. Самонастраивающиеся системы управления с

II эталонными моделями, Минск Наука и . техника", 1970, с. 118 (прототип) .

8б4244

Составитель Г.Нефедова

Редактор И.Нестерова Техред Т.Маточка . Корректор Л.Иван

Заказ 7783/70 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д.4/Р

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,