Устройство для идентификации объекта управления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ, содержащее П каналов, каждый из которых содержит функциональный преобразователь , а каждый i-ый канал, начиная со второго, содержит cyNaiaTop с i -входами и выходом, являющимся выходом i-го канала, i-1 умножителей, выход каждого из которых, начиная отпервого до (i -1) -го, соединен с соответственно от второго до i -го входами сумматора, а первые входы каждого из них соединены с выходами соответственно от первого до (i-l)го каналов причем первый вход умно жителя второго канала является йходом Первого канала,1-1 цепей настройки , выход каж,цой из которых соединен с вторым входом одного из .. 1-1 умножителей, а первый и второй входы цепи настройки соединены соответственно с первым входом связанного с ней умножителя и с выходом сумматора, отличающ-ееся тем, что, с целью повышения точности , в него введены два коммутатора блок управления и источник эталонного напряжения, выходом соединенный с Bko дом первого коммутатора, причем первый и второй выходы блока управления соединены с управляющими входами соответственно первого и второго комму тат.оров, выходы функциональных преобразователей от второго до VI-го ка налов соединены через соответствующие нормально замкнутые контакты второго коммутатора с первыми входами сумматоров соответственно от второго до И-го каналов, а выход функ-. ционального преобразователя первого Канала соединен через соответствующие нормально замкнутые-кон акты второго коммутатора с первым входом умножителя втррого канала, и нормально разомкнутые контакты второго коммутатора от первого до (.и-1)го канала боединены с соответ.ствуюшнми выходами первого коммутатора. Gb

(19! SU QD

ЗСЮ С 05 В 13 02!.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕПН1ИЙ И OYHPbIYMA (21) 3399617/18-24 (22) 25.02.82 (46,) 07.07.83. Бюл, Р 25 .(72} Н.В.Беликов и К.В.Исаев .(71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 62-50(088.8) (56) 1. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления.. N. Мир, 1975, с.63, 77 416.

2. Авторское свидетельство СССР

М 602916, кл. 0 05 В 13/02, 1978 (прототип), 1(54)(57) УстРойство для ицентификАЦИИ ОБЪЕКТА УПРАВПЕНИЯ, содержащее и каналов, каждый иэ которых содержит функциональный преобразователь, а каждый i --ый канал, начиная со второго, содержит сумматор с

4 -входами и выходом, являвшимся выходом 1-го канала, 1--1 умножителей, выход каждого из которых, начиная от первого до (1-1)-ro,соединен с соответственно от второго до i --го входами сумматора, а первые входы каждого из них соединены с выходами соответственно от первого до (1-1)ro каналов; причем первый вход умно жителя второго канала является входом первого канала,1-1 цепей настройки, выход каждой из которых соединен с вторым входом одного иэ

1 --1 умножителей, а первый и второй входы цепи настройки соединены соответственно с первым входом связанного с ней умножителя и с выходом сумматора, о т л и ч а ю ш- e e с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два коммутатораj блок управления и источник эталонного напряжения, выходом соединенный с входом первого коммутатора, причем первый и второй выходы блока управления соединены с управляюшими входами соответственно первого и второго коммутаторов, выходы функциональных пре-. образователей от второго до и -ro ка g налов соединены через соответствуюшие нормально замкнутые контакты второго коммутатора с первыми входами сумматоров соответственно от вто- ( рого до и -ro каналов, а выход функ-. ционального преобразователя первого Я канала соединен через соответствую! шие нормально замкнутые. контакты второго коммутатора с первым входом умножителя втррого канала, и нормально разомкнутые контакты второго коммутатора от первого до (И-1)го канала соединены с соответствуюшими выходами первого коммутатора.

1027698

Изобретение относится к автомати-;. ческому управлению и может быть применено в самонастраивающихся системах управления, а также в системах автоматической обработки информации, и идентификации. 5

Известно устройство, содержащее настраиваемую модель объекта и представляющее собой систему функциональ-. ных базисных преобразователей, реализующих базисные операторы, ли- )О нейной комбинацией которых аппрюксимируется оператор идентифицируемого объекта. Выходы функциональных преобразователей через умножители„ на втором выходе которых формируются весовые коэффициенты линейной комбинации, связаны с входом сумматора, на вь ходе которого формируется выход модели. Функциональные базисные преобразователи выбираются на основе априорной информации о структуре объекта и могут осуществлять любые физические реализуемые преобразования наблюдаемых входных и выходных процессов объекта(1).

Недостатком этого устройства является низкая точность оценки параметров модели и низкое быстродействие при большом числе оцениваемых параметров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому RBJIRF )".ñÿ многоканальное устройство для идентификации объекта управления, Устройство содержит п каналов, каждый из которых содержит функциональный 35 преобразователь,, а каждый i-ый канал, начиная со второго, содержит сумматор с i-входами и. выходом„ являющимся выходом 1-го канала, 3-1 умножителей, выход каждого из кото- 4О рых, Hp 1èHая От первого до (). 1) -T о< с..:..—.ливен с соответственно от второго до 1-гv входами сумматора, a первые входы :,:аждого из них соединены о выходами соответственно от первого до 45 (i-1) каналов, причем первый вход умножнтеля второго канала является входом первого канала,,(i- 1) цепей настройки, выход каждой иэ которых соединен с вторым входом одного иэ (i-1) умножителей, а первый и второй входы ц:пи : -.«..: ðîéêè -ooåäèíåI û соответственно с первым входом связанного с ней умножителя и с выходом сумматора. Функциональные связи рассматриваются без учета функциональ- 55 ных узлов, служащих для формирования нормйрующего множителя, так как процесс нормирования выходных сигналов сумматоров каждого канала не влияет на точность устройств иденти" 6() фикации ) 2 j

Кон =:чной целью идентификации является определение параметров C. характеризующих объект исследования.

Однако известное устройство позволя- 6сет определить параметры С.,формиру

) емые на выходах соответствующих цепей настройки, по которым могут быть легко подсчитаны параметры С; по реккурентным соотношениям:

И-1 И,И вЂ” 1

С И- И-a,и-а. И-1+И,,И-g

-Ъ И-Х,И-Ъ И- . И-1,И-Ъ И-1 И,И-Ъ . (1)

,1 3,1 Ъ " + И-1,1 È-1 И,1

Известное устройство обладает недостаточно высокой точностью определения параметров С„ .Пониженная точность обуславливается тем, что параметры С) определяются не из устройства (модели) непосредственно, а. расчетным путем по формулам {1), что предполагает идеализацию операций суммирования и умножения, производимых над промежуточными параметрами C 1, получаемыми непосред) ственно из модели. Значения получаемых параметров С„будут отличаться от тех их реальных значений, как если бы эти операции проводились на реальных сумматорах и умножителях непосредственно в модели. Иначе говоря, параметры С„, рассчитанные по формулам (1), не определяют истинного состояния модели после настройки. Причем ошибки в определении C„ будут тем больше, чем значительнее отклоняются характеристики укаэанных устройств OT идеальных. Таким образом,, недостатком известного устройства является также жесткая эависиглость точности определения параметров С; от точностных характеристик цепей, участвующих в настройке этих параметров.

Цель изобретения — повышенне точности устройства, Указанная цель достигается тем, что в устройство введены два коммутатора, блок управления и источник

:эталонного напряжения, выходом соединенный с входом первого коммутаторар причем первый и второй выходы блока управления соединены соответ- ственно с управлявШими входами первого и второго коммутаторов, выходы функциональных преобразователей от второго до и-го каналов соединены через соответствующие нормально замкнутые контакты второго коммутатора с первыми входами сумматоров соответственно от второго до n-ro каналов, а выход функционального преобразователя первого канала соединен через соответствующие нормальнЬ замкнутые контакты второго коммутатора с первым входом умножителя вто;рого канала, а нормально разомкнутые контакты второго коммутатора от первого до (n-1) -ro канала соецине1027698 функционального преобразователя 1 первого канала с выходом функционального преобразователя 1 второго канала. Весовой коэффициент С,), с которым сигналф„ входит в с помощью цепи настройки 5 2,, устанавливается таким, что средними» квадрат сигнала (на выходе сумматора становится ми» нимальным, При этом сигналы(и становятся взаимно ортогональными. Затем на выходе сумматора 4 третьего канала формируется линейная комбинация выходовф и соответственно первого и второго каналов с выходом функционального преобразователя 1 третьего канала. Весовые коэффициен ты Сз.„и С этой линейной комбинации р устанавливаются с помощью двух цепей настройки 5 и 5 < с такими, чтОI 1 бы средний квадрат сигнала на выхо де сумматора 4 установился минималь-ным. При этом сигнал УЗстановится ортогональным сигналам у и Р . Сигналы ф во всех последующих каналах форми — руются аналогичным образом, как линейные комбинации сигиалов Ф -, Щ ..., ; и выхода соответствующего функцйонального преобразователя 1;. .После окончания процесса настройки ,(производится отсчет параметров С

Процедура отсчета каждого из параметров C состоит в отключении коммутатором 2.выходов всех. функциональных преобразователей 1 и. подключении с помощью коммутатора б, вместо выхода i-га функционального преобразователя, источника 7 эталонного напряжения и измерении значения C . на выходе сумматора 4 и-ro канала.

Процедуру отсчета параметров С; поясним на примере четырехканального устройства, блок-схема которого представлена на фиг. 2.

Для отсчета параметров С,С и

С . сначала на управляющий вход комз. мутатора 2 подается управляющее напряжение U с блока 8 управления.

" Ръ

В результате йервый вход умножителя 3 второго канала и первые входы с сумматоров 4 второго и третьего ка.налов отключаются от выходов соответствующих функциональных преобразователей 1 и подключаются соответственно к нормально разомкнутым кон-. тактам К,,K> K> коммутатора б.

При поступлении U „„с выхода блока 8 управления на управляющий вход коммутатора . б, последовательно замыкаются контакты К,К2,К> на время, необходимое для отсчета одного параметра. При замыкании контакта К коммутатора 6 источник 7 эталонного напряжения подключается через контакт К коммутатора 2 к первому вхо.ду умножителя 3, второго канала.

;При этом эталонное напряжение, .про ходя через умножители Зр,З,Зу, ны с соответствующими выходами первого коммутатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства (многоканального); на фиг. 2 — блок-схема четырехканального устройства для идентификации объекта управления.

Устройство содержит и каналов, каждый из которых содержит .функциональный преобразователь 1„, а каждый i- ûé канал, начиная со второго, 10 содержит коммутатор 2, (i 1) умножитель 3,, сумматор 4 с i-входами и выходом, который является выходом ,. 1-ro канала, (i-1) цепь настройки

5, коммутатор б, источник 7 эталон- 5 ного напряжения и блок 8 управления.

Выход функционального преобразователя 1 первого канала соединен через соответствующие нормально замкнутые контакты коммутатора 2 с первым входом умножителя 3 „ второго канала. Выходы функциональных преобразователей

1-от второго до n-ro каналов соединены через соответствующие нормально замкнутые контакты коммутатора 2 с первыми входами сумматоров 4, 1 соответственно от второго до и-го каналов, Нормально раз омкнутые контакты коммутатора 2 от первого до (n-1) каналов объединены с соответствующими выходами коммутатора б, вход которого соединен с источником 7 эталонного напряжения, Выход каждого из (i-1) умножителей, начиная от первого до (i-1)-ro соединен от второго до i-га входами 35 сумматора, а первые входы каждого из них соединены с выходами соответственно от первого до (i-1)-ro каналов. Выход каждой из (i-1) цепи настройки 5 соединен с вторым вхо", 40 дом одного из (i-1) умножителей. 3.„- а первый и второй входы цепи настройки соединены соответственно с первым входом связанного с ней умножителя и с выходом сумматора. Первый и второй выходы блока 8 управления соединены соответственно с управляющим входом коммутатора б и коммутатора 2.

Устройство работает следующим образом.

Функциональные преобразователи 1 преобразуют наблюдаемые объекты X

X,...,Х, образуя на своих выходах систему линейно независимых сиг.налов, в общем случае неортогональ- 55 ных, Далее выходные сигналы функциональных преобразователей 1„, проходя через соответствующие нормально замкнутые контакты коммутатора 2, подвергаются последовательной ортогонали- 60 зации путем настройки коэффициентов формируемых на выходах цепей настройки 5„>. На выходе сумматора 4 второго канала формируется сигнал,2 в виде линейной комбинации выхода

1027698,34 и сумматоры 4 второго, треть" его и четвертого каналов, формирует на выходе сумматора 44 четвертого канала параметр.

С. =С С С4 +С С, +С С4 +С4 УР который измеряется, например цифровым вольтметром, Аналогично на выходе сумматора четвертого канала формируется значение параметра Су

=С, +С4 +С4, при заьыкании контакта К коммутатора б и параметра С =

=С упри зам канин кон акта КЗ упри

43 этом источник 7 эталонного напряжения подключается к первому входу сумматора 4 соответственно второго и третьего каналов.

Таким образом, вычисление параметров .".„ в соответствии с формулами (1) в предлагаемом устройстве реализуется на тех же элементах (умножителях и сумматорах), на которых осушествляется настройка acrroMoz ательных параметров Сд .Это приводит к автоматической компенсации погрешностей, связанных с отклонениями характеристик умножителей и сумматоров от идеальных, в значениях С„, и позволяет испольэовать в качестве последних значительно более низкоточные и, следовательно, дешевые устройства. Предлагаемое устройство .позволяет повысить точность идентификации объекта по сравнению с изизвестным и производить отсчет, параметров объекта непосредственно на выходе устройства.

1027698

Составитель П.Кудрявцев

Редактор П.Иакаревич ТехредИ.бергель

Корректор A. Повх

Заказ 4739/52 Тираж 874

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5

Подписное:.

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