Экстремальная система управления

 

Изобретение относится к области автоматического управления, в частности к поисковым экстремальным устройствам управления нелинейными ди- . намическими.объектами. Цель изобретения - упрощение системы и повышение ее быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что вместо сложного осредняющего фильтра в цепь управления релаксационнь1м генератором вво- ; дится сумматор. Принцип работы системы заключается в.том, что сигналы от генератора не подвергаются преобразованию в последовательность треугольных , а затем в последовател ьность прямоугольных импульсов с последующим усреднением. Это повьшает быстродействие. В системе имеются два контура: контур управленияобъектом и контур упра1вления частотой работы релаксационного генератора, состоящий из сумматора, определителя знака , триггера и интегратора. 3 ил. с & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ai (51) 4 С 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ о (21) 3821071/24-.24 (22) 06. 12, 84 (46) 30.06.86. Бюл. № 24 (72) А.Н.Гуляев, И.Г.Дорух, и П.К.Ермоленко (53) 62-56(088.8) (56) Гачинский Э.Е., Макаровский С,Н.

Фицнер Л.Н..Многоканальный автоматический оптимизатор АО-50. — Приборы н. системы управления, 1970, ¹ 7, с ° 27-29.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1091119, кл. G 05 В 13/02, 1983. (54) ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматического управления, в частности к поисковым экстремальным устройствам управления нелинейными ди..SU„„1241191 намическими объектами. Цель изобретения — упрощение системы и повышение ее быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что вместо сложного осредняющего фильтра в цепь управления релаксационным генератором вводится сумматор . Принцип работы системы заключается в.том, что сигналы от генератора не подвергаются преобразованию в последовательность треугольных, а затем в последовательность прямоугольных импульсов с последующим усреднением. Это повьппает быстродействие. В системе имеются два контура: контур управления объектом и контур управления частотой работы релаксационного генератора, состоящий иэ сумматора, определителя знака, триггера и интегратора. 3 ил.! 12

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к поисксвым устройствам управления нелинейными динамическими объектами, динамические параметры которых заранее неизвестны или меняются в процессе работы.

Целью изобретения является упрощение системы и повышение ее быстродействия. Ha фиг. 1 приведена структурная . схема предлагаемой системы," на фиг.2 и 3 — структурные схемы возможных реализаций определителя знака приращения и стабилизатора амплитуды.

Система содержит релаксационный генератор 1, первый триггер 2 со счетным входом, первый интегратор 3 с изменяемым коэффициентом передачи, объект управления 4, дифференциатор

5, стабилизатор 6 амплитуды, определитель 7 знака приращения, второй триггер 8 со счетным входом, второй интегратор 9.. и сумматор 10.

Определитель 7 знака приращения (фиг. 2) содержит запоминающее.уст= ройство 11, элемент 12 сравнения и сигнум-реле 13.

При работе определителя знака приращения запоминающее устройство

11 запоминает входной сигнал. только .при его.увеличении, на уменьшение входного сигналаоно не реагирует.Сигнал с запоминающего устройства непрерывно подается на элемент 12 сравнения, где сравнивается с текущим значением входного сигнала. Разность запомненного и текущего значений поступает на сигнум-реле 13, и по ,достижении зоны нечувствительности последнее срабатывает, и, изменяя свое состояние, одновременно сбрасы-: вает запомненный в запоминающем устройстве сигнал. Определитель 7 знака приращения определяет знак приращения средней скорости изменения вход- ного сигнала, поступающий с сумматора 10, и. переключает триггер 8 лишь в том случае, если эта скорость уменьшается. Стабилизатор 6 амплитуды (фиг. 3) содержит последовательно включенные конденсатор 14, выпрямитель 15, фильтр 16 низких частот, элемент 17 сравнения и интегратор 18. Задача

его — поддержать неизменной амплитуду пробных воздействий интегратора

3 основного канала при изменении пе..Риода пробных воздействий.

35 где К вЂ” коэффициент пропорциональности

U о — опорное напряжение генератора 1, . U — сумма сигналов с выходов дифференциатора 5 и интегратора 9.

Триггер 2 преобразует сигнал с выхода генератора 1 в последователь45 ность разнополярных прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды с с длительностями L. и Ь соответственно.

Интегратор 3 совместно со стаби-. лизатором 6 интегрирует последовательность разнополярных импульсов с выхода триггера 2. На выходе интег-. ратора 3 образуется пилообразный сигнал с периодом Т, равным Т .= 1., +

+, который поступает на вход объекта управления. При этом время ,изменения входного сигнала объекта управления в направлении уровня, со40

41191 т

При работе стабилизатора конденсатор 14 выделяет из выходного сиг. нала интегратора 3 переменную составляющую, выпрямитель 15 выпрямляет ее, фильтр 16 выделяет из выпрямленного сигнала постоянную составляющую, которая пропорциональна амплитуде пробных воздействий h на входе объекта управления, в элементе 17 постоян10 ная составляющая сравнивается с заданным значением амплитуды hype, ре- зультат сравнения интегрируется ин.тегратором 18, и .сигнал с выхода интегратора 18, пропорциональный от15 клоненияи амплитуды hq от заданного значения hying, поступает на управляющий вход интегратора 3. При этом изменяется коэффициент передачи интегратора 3, а амплитуда h< поддержива20 ется постоянной равной hz+ .

У

Система работает следующим образом.

Основной канал оптимизации осуществляет поиск экстремума выхода объекта управления, работая с какимто значением периода пробного воздействия, определяемый суммой сигналов на входах генератора 1. Генера-

1 тор 1 преобразует сумму сигналов с выхода дифференциатора 5 и интегратора 9 в последовательность следую30 щих друг за другом треугольных импульсов с длительностями L,q и Г, с определяемыми из соотношения

К, К

1. = U U)(U 0+ Uy

1241191 ответствующего. экстремуму выхода объекта управления, превышает время его изменения в противоположном направлении. В результате входной сигнал объекта управления в среднем за период пробного воздействия приближается к уровню, соответствующему экстремуму.

Дополнительный канал оптимизации в зависимости от состояния триггера

8 увеличивает или уменьшает сигнал на выходе интегратора 9, что вызывает изменение периода Г пробного воздействия и, следоватепЬно, скорости изменения входного сигнала объекта.

Сумматор 10 определяет среднее значение скорости. Определитель 7 знака приращения определяет знак приращения средней скорости и в зависимости от этого знака переключа- gp ет триггер 8 в состояние, соответствующее увеличению скорости изменения входного сигнала объекта управления. При достижении длительности периода пробного воздействия, соответствующей максимальной скорости, . дополнительный канал в дальнейшем. поддерживает ее, длительность периода пробного воздействия кслеблется около найденного значения. Движение основного канала к экстремуму выхода . объекта управления при этом совершается с максимальной скоростью. После

) того, как экстремум найден и скорость изменения среднего значения входного сигнала становится близкой к нулю ,(теоретически — равной нулю), триггер 8 переключается случайным обра зом. Но, поскольку в основном канале уже найден экстремум выходного сиг

40 нала объекта управления, эти случайные переключения не сказываются на состоянии объекта управления. Если возникают отклонения выходного сигнала объекта управления от экстрему45 ма, то весь. процесс поиска повторяется.

В данной системе среднее значение скорости изменения входного сигнала объекта управления определяется сум- 5О матором 10 путем непосредственного суммирования входных сигналов генератора 1. В отличие от прототипа ука4 занная сумма сигналов не подвергается преобразованию в последовательность треугольных, а затем в последовательность прямоугольных разнополярных импульсов с периодом 1 и последующему усреднению с помощью осредняющего фильтра. Это обеспечивает более быстрое и точное изменение среднего значения скорости изменения входного сигнала объекта управления, и следовательно, и более высокие быстродействие и точность установления максимальной скорости поиска экстремума выходного сигнала управления, что в конечном итоге повышает быстродействие системы по сравнению с прототипом. Кроме того, реализация в данной системе сумматора 10 намного проще, чем реализация в прототипе осредняющего фильтра, включающего в себя кроме сумматора блоки запаздывания и интегрирования. Это существенно упрощает систему и повышает ее надежность.

Формула изобретения

Экстремальная система управления, содержащая последовательно соединенные релаксационный генератор, первый триггер со счетным входом и первый интегратор с изменяемым коэффициентом передачи, выход которого соединен с входом объекта управления, дифференуиатор, соединенный входом с выходом объекта управления, а выходом — с первым входом релаксационного генератора, стабилизатор амплитуды, включенный между выходом и управляющим входом первого интегратора с изменяемым коэффициентом передачи, и последовательно соединенные определитель знака приращения, второй триггер со счетным .входом и второй интегратор, выход которого соединен с вторым входом релаксационного генератора, о .т л и ч а ю щ.а я с я тем, что, с целью упрощения системы и повышения ее быстродействия, в нее введен сумматор, первый и второй входы которого соединены с выходами дифференциатора и второго интегратора соответственно, а выход - с входом определителя знака приращения.

1241191

Составитель П.Кудрявцев.

ТехредЛ.Олейник Корректор М.Шароши

Редактор М.Бандура

Заказ 3487/42

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4