Устройство для адаптивной идентификации объекта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА, содержащее три амплитудно-импульсных модулятора первый и второй блоки памяти, первый второй и третий сумматоры, четыре блока умножения, два масштабирующих блока, объект управления, первый и второй входы которого связаны с входами соответственно первого и второго амплитудно-импульсных модуляторов , выход объекта управления подключен к входу третьего амплитудно-импульсного модулятора, вход первого блока памяти соединен с выходом первого сумматора, а выход - с первым входом первого сумматора, вход второго блока памяти соединен с выходом второго сумматора, а выход - с первым входом второго сумматора, о т л л и чающееся тем, что, с целью повьшения точности адаптации, в него введены три задатчика, пятый и шестой сумматоры, первый блок расчета корректировки, включающий в себя четвертый задатчик, -два квадратора , четвертый сумматор, блок сравнения, последовательно включенные первый блок деления и первый ограничитель , последовательно включенные . второй блок деления и второй ограничитель , второй блок расчета корректировки , последовательно включенные второй блок сравнения и третий блок памяти, последовательно включенные третий блок сравнения и четвертый блок памяти, последовательно включенные четвертый блок сравнения и пятый tg блок памяти, последовательно вклю (Л ченные седьмой сумматор, шестой блок памяти и восьмой сумматор, последовательно включенные девятый сумматор, седьмой блок памяти и десятый сумматор, первые входы второго, третьего и четвертого блоков сравнения подключены к выходам соответст венно первого, второго и третьего ам.сг-х «Ч литудно-импульсных модуляторов, ВТО- Ч рые входы - к выходам соответственно ;о первого,второго и третьего задатчи4 ков, а выходы - к первому, второму и третьему входам первого блока рас-. чета корректировки, первый и BTopoft выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, выход первого сумматора соединен с четвертым входом первого блока расчета корректировки , вторым входом восьмого сумматора и первым входом пятого сумматора , выход второго сумматора соединен с пятым входом первого блока рас

СО03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (5ц4 G 05 В 13/02,/

/а/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3637494/24-24 (22) 22,08.82 (46) 07.09.85. Бюл. ¹- 33 (72) В.П.Авдеев, Б.А.Кустов, Л.П.Мышляев, А.Е,Кошелев, 1О.E.Òðoôèìîâ и А.А,Берлин (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе и Западно-Сибирский металлургический завод им. 50-летия Октября (5 3) 62-50 (088. 8) (56) Райбман Н. С., Чадеев В.М, Построение моделей процессов произ- . водства, И.: Энергия, 1975, с. 273.

Авторское свидетельство СССР № 798701, кл. G 05 В 13/02, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ

ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА, содержащее три амплитудно-импульсных модулятора, первый и второй блоки памяти, первый второй и третий сумматоры, четыре блока умножения, два масштабирующих блока, объект управления, первый и второй входы которого связаны с входами соответственно первого и второго амплитудно-импульсных модуляторов, выход объекта управления подключен к входу третьего амплитудно-импульсного модулятора, вход первого блока памяти соединен с выходом первого сумматора, а выход — с первым входом первого сумматора, вход второго блока памяти соединен с выходом второго сумматора, а выход — с первым входом второго сумматора, о т ..ч л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности адаптации, в него введены три задатчика, пятый

„„ЯО„„1 777Å4 и шестой сумматоры, первый блок расчета корректировки, включающий в себя четвертый задатчик, два квадратора. четвертый сумматор, блок срав- .

° * нения, последовательно включенные первый блок деления и первый ограничитель, последовательно включенные второй блок деления и второй ограничитель, второй .блок расчета корректировки, последовательно включенные второй блок сравнения и третий блок памяти, последовательно включенные третий блок сравнения и четвертый блок памяти, последовательно включенные четвертый блок сравнения и пятый ж блок памяти, последовательно включенные седьмой сумматор, шестои блок памяти и восьмой сумматор, последовательно включенные девятый сумматор, седьмой блок памяти и деся- Я тый сумматор, первые входы второго, третьего и четвертого блоков сравнения подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего а1чн-, литудно-импульсных модуляторов, вто-рые входы — к выходам соответственно первого, второго и третьего задатчи- © ков, а выходы — к первому, второму 4йЬ и третьему входам первого блока расчета корректировки, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, выход первого сум- файв матора соединен с четвертым входом первого блока расчета корректировки, вторым входом восьмого сумматора и первым входом пятого сумматора, внход второго сумматора соединен с пятым входом первого блока рас! 17779 чета корректировки, вторым входом десятого сумматора и первым входом шестого сумматора, выходы третьего,, четвертого и пятого блоков памяти

1 подключены к первому, второму и третьему входам второго блока расчета корректировки, четвертый вход которого соединен с выходом восьмого сумматора, а пятый вход — с выходом десятого сумматора, первый вход седьмого сумматора подключен к первому выходу второго блока расчета корректировки, второй вход — к выходу шестого блока памяти, а выход — к второму входу пятого сумматора, первый вход девятого сумматора подключен к второму выходу второго блока расчета корректировки, второй вход— к выходу седьмого блока памяти, а выход — к второму входу шестого сумматора, выход пятого сумматора соединен с первым выходом устройства, выход шестого сумматора — .с вторым выходом устройства, первый вход блока расчета корректировки соединен с первыми входами первого и второго блоков умножения и через первый квадратор с первым входом третьего суммато-. ра, второй вход блока расчета коррекИзобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано в системах автоматического управления объектами с переменными параметрами, Целью изобретения является повышение точности адаптации.

На фиг.1 приведена схема устройства для адаптивной идентификации объекта (V и V — первая и вторая

1 2 входные переменные объекта; — выходная переменная объекта; 4 — неконтролируемые возмущения, действую- щие на объект); на фиг.2 — схема блока расчета корректировки, (v„ и

v — приращение выходной перемен.:ой

Ф относительно среднего уровня; у— приращение выходной переменной относительно среднего уровня; k„ „и

k2 — адаптируемые коэффициенты; й1с, и eke — корректировки коэффитировки соединен с первыми входами третьего и четвертого блоков умножения и через второй квадратор с вторым входом третьего сумматора, третий вход которого подключен к выходу четвер.— того эадатчика, а выход — к первым входам первого и второго блоков деления, третий вход блока расчета корректировки соединен с первым входом первого блока сравнения, четвертый вход через первый блок умножения подключен к первому входу четвертого сум матора, пятый вход через третий блок умножения подключен к второму входу четвертого сумматора, выход которого через первый блок сравнения соединен с вторыми входами второго и четвертого блоков умножения, выход второго блока умножения соединен с вторым входом первого блока деления, выход четвертого блока умножения — с вторым входом второго блока деления, выход первого ограничителя через первый масштабирующий блок подкпючен к первому выходу блока расчета корректировки, выход второго ограничителя через второй мас-. штабирующий блок подключен к второму выходу блока расчета корректировки ° циентов; па фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит объект 1 управления, первый 2, второй 3 и третий 4 амплитудно-импульсные модуляторы, второй блок 5 сравнения, первый задатчик 6, третий блок 7 сравнения, второй задатчик 8, третий задатчик 9, четвертый блок 10 сравнения, первый блок 11 расчета корректировки, первый 12 и второй

13 сумматоры, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17 и пятый 18 блоки памяти, второй блок 19 расчета корректировки, восьмой 20, седьмой 21, девятый 22 и десятый 23 сумматоры, шестой 24 и седьмой 25 бло ки памяти, пятый 26 и шестой 27 сумматоры, первый блок 28 умножения, второй блок 29 умножения, первый блок 30 деления, первый ограничиl 177794 тель 31, первый масштабирующий блок

32, четвертый сумматор 33, первый блок 34 сравнения, третий блок 35 умножения, четвертый блок 36 умножения, второй блок 37 деления, второй ограничитель 38, второй масштабирующий блок 39, первый квадратор

40, третий сумматор 41 второй квадратор 42 и четвертый задатчик 43.

Устройство работает следующим образом, Входные переменные: V H V no1 ступают на объект 1, а также на первый 2 и второй 3 амплитудно-импульсные модуляторы. Выходной сигнал Y объl5 екта 1 подается на вход третьего амплитудна-импульсного модулятора 4..

Амплитудна-импульсные модуляторы осу. ществляют дискретное преобразование аналоговых входных и выходного сигна20 ла объекта 1, в результате чего на их выходах пслучаются последовательности амплитудно-модулированных импульсов V< (i), Ч (i) и У(х).

Выходные ймпульсы амплитудно-импульсных модуляторов 2 — 4 поступают на первые входы соответственно второго 5, третьего 7 и четвертого 10 блоков сравнения, где из них вычитаются импульсы о средних значениях, V V и У, поступающие с выходов

2. соответственно первого 6, второго 8 и третьего 9 задатчиков. На выходах второго 5, третьего 7 и четвертого 10 блоков сравнения получаются импульсы v v и у об отклонениях 35

2 переменных от их средних значений.

Импульсы о v„ v и у подаются на входы первого блока 11 расчета корректировки,. который предназначен для вычисления корректировок адап- 4О тируемых коэффициентов k и 1

В блоке 11 расчета корректировок реализуется процедура

45 . (1 ) прь l (1 } I «

) )

41 11)= (} о мах еаа

sign H.(i ) при (9,(;}))4 .

) )

50 т iii-Õ i .(- }ч < I ч(;

) ) (2) с} Ч (t)

J где gk (i) — корректировка j-го коэф

Фициента на -м шаге;

J и d — постоянные коэффициенты, выбираемые в процес-— се наладки устройства.

Для реализации процедуры (1 ) и (2 ) импульсы с первого и вторсго входов соответственно через первый 40 и второй 42 квадраторы идут íà гретий сумматор 41, на этот же сумматор подается импульс о величине коэффициента d выражения (2 ) с выхо" да четвертого задатчика 43. Поступившие на третий сумматор 41 импульсы суммируются, и на выходе получается импульс о величине знаменателя. выражения (2 }, Для получения числителя выражения (2) импульс с первого входа о v,(i) умножается в первом блоке 28 умножения на импульс с четвертого входа о k (i-1) и подается

Ч на четвертый сумматор 33. Аналогично импульс С второго входа о v2(i) умножается в третьем блоке 35 умножения на импульс с пятого входа о

) 2(1-1) и подается на четвертый сумматор 33. Выходной импульс четвертого сумматора 33 о модельной оценке

2 у(1.) = k . (i-1) v . (i) (3)

) „-1 ) j вычитается в первом блоке 34 сравне- ния из импульса о у() с третьего входа блока расчета корректировки.

Во втором блоке 29 умножения импульс о V (1) умножается на импульс с выхода первого блока 34 сравнения, и в результате получается импульс о числителе выражения (2 ) для первого коэффициента. Этот импульс делится в первом блоке 30 деления на выходной импульс третьего сумматора 41 и поступает на первый ограничитель 31 где реализуется выражение (1}, и затем умножается в первом масштабирующем блоке 32 на коэффициент . На выходе первого масштабирующего блока получается импульс о величине dk (i)

1 Э который идет на первый выход блока расчета корректировки. Таким же образом с помощью четвертого блока 36 умножения, второго блока 37 деления, второго ограничителя 38 и второго масштабирующего блока 39 рассчитывается импульс о величине dk2(i), который идет на второй выход блока расчета корректировки.

Импульс о ak„(i) с первого выг хода первого блока 11 расчета корректировки суммируется в первом сумматоре 12 с импульсом î k (i-1) 1177794 с первого блока 14 памяти, и в резул— гате получается импульс о значении первого коэффициента в i-й момент времени на первом уровне. Этот импульс поступает на четвертый вход первого блока 11 10 расчета корректировки и вход первого блока ка 14 памяти. Аналогично определяется с помощью второго сумматора 13 и второго блока 15 памяти импульс k (1.) .

Для определения коэффициентов на втором уровне импульсы с выходов второго 5, третьего 7 и четвертого 10 блоков сравнения задерживаются соответственно в третьем 16 . 2

У

0 четвертом 17 и пятом 18 блоках памяти на интервал времени, необходимый для срабатывания схемы первого уровня, и подаются на первый, второй и третий входы второго. блока 19 рас- 25 чета корректировки, функционирование которого аналогично первому блоку 11 расчета корректировки. С пер.-. вого выхода второго блока 19 расчета корректировки импульс о д Ъ -(i) . суммируется с импульсом о Zk- Ä(i-1) с выхода шестого блока 24 в седьмом сумматоре 21. Выходной импульс седьмого сумматора 21, II If k (i) = ak„(i-1) + а"1с „(i) (5) подается на шестой блок 24 памяти и пятый сумматор 26.Импульс о йk4(i-1) -1

1 с выхода шестого блока 24 памяти суммируется в восьмом сумматоре 20 с импульсом о k (i) с выхода первого

1 сумматора 12, в результате чего получается импульс

1 2®(„1) = 1 () + gk (-1) (6) 1 который идет на четвертый вход второго блока 19 расчета корректировки, В пятом сумматоре 26 получается импульс о

И

k „(i) = k (з.) + dk„(i) первом коэффициенте в i-й момент времени на втором уровне. Также определяется импульс и о 1-." (i), для чего 2 используются шестой 27, девятый 22 и десятый 23 сумматоры и седьмой блок 25 памяти.

По аналогии может быть определено большее число коэффициентов и для более высоких уровней.

1177794

Фиг. 8

Фиг.

Составитель А.Лещев

Редактор О.Юрковецкая Техред M.Êóçüìà Корректор М.Розман

Заказ 5551/47 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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