Адаптивная система управления

 

Изобретение относится к дискретным адаптивным системам управления и может быть использовано для управления, например, летательными аппаратами с неопределенной внутренней структурой. Целью изобретения является расширение области применения системы за счет управления объектом неопределенной структуры. Система содержит датчик 1, элемент сравнивания 2, квантователь 3 сигнала ошибки, блок из N ключей 5, делитель частоты 6, блок 8 определения формы сигнала 8, коммутатор 9, N корректирующих блоков 10, сумматор 11, формирователь 12 управляющего воздействия, исполнительное устройство 13 и объект управления 13. Адаптивная система построена на основе анализа формы выходного параметра объекта управления на дискретных интервалах времени и выборе на основе этой информации корректирующего блока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4339288/24-24 (22) 04.12.87 (46) 23. 07. 89. Бюл. ¹ 27 (72) Н. Т. Харин и О. В. Кирилин (53) 62.50(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1330643, кл. G 06 К 9/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 544942, кл. G 05 В 13/02, 1973. 54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к дискретным адаптивным системам управления и может быть использовано для управления, например, летательными .аппаратамй с неопределенной внутренней структурой. Целью изобретения являетÄÄSUÄÄ 1495744 А 1

2 ся расширение области применения системы за счет управления обьектом неопределенной структуры. Система содержит датчик 1, элемент сравнения

С

2, квантователь 3 сигнала онибки, блок иэ и ключей 5, делитель частоты

6, блок 8 определения формы сигнала, коммутатор 9, п корректирующих блоков 10, сумматор 11, формирователь

12 управляющего воздействия, исполнительное устройство 13 и объект управления 14. Адаптивная система построена на основе анализа формы выходного параметра объекта управления на дискретных интервалах времени и выборе на основе .этой информации корректирующего блока. 2 ил.

3 1495744

Изобретение относится к дискретным ацаптивным системам управления и может быть использовано для управления, например, летательными аппаратами с

5 неопределенной внутренней структурой.

Цель изобретения — расширение области применения системы за счет управления аппаратами неопределенной структуры.

На фиг. 1 приведена блок-схема адаптивной системы; на фиг. 2— структура коммутатора. (2) 10 (D E(KT) / Е„, то п = п — 1, где 0-Е; -E;

На одном из выходов блока 8 через каждые Т появляется сигнал, который однозначно свидетельствует о характере изменения сигнала ошибки на интервале времени То.

Если сигнал появится на первом вы— ходе, то ошибка Е (t) постоянная, на втором — Е (t} изменяется по линейному закону, на третьем — Е (t) изменяется по параболе, на четвертом

Е (С) изменяется на кубической параболе, на i-м выходе — Е (t) изменяется по параболе i — 1-го порядка и т.д. При небольших периодах. То значение n= 2 — 4.

В рассмотренных случаях объект управления локально описывается звеньями, для каждого из которых используются известные корректирующие блоки 10.

Коммутатор 9 обеспечивает прохождение сигнала Е (КТ) в одном из п оп— ределенных корректирующих блоков.при наличии сигнала на одном из и выходов блока 8.

Корректирующие блоки 10 выбираются так, чтобы обеспечить требуемое качество управления постоянным, линейным и параболически изменяюцимся сигналом Е (t) на интервале То. Например, если йа интервале Т сигнал

Е (t) постоянный, линейный, квадратичный или кубический, то логично, соответственно, применять алгоритмы

Система содержит датчик 1, элемент

2 сравнения, квантователь 3 сигнала ошибки (Е = Х вЂ” Х с периодом Т), hp д репе 4, блок из и ключей 5, делитель

6 частоты, генератор 7 тактовых импульсов, блок 8 определения формы сигнала (на периоде дискретности То =

=,n ° Тс), коммутатор 9, и корректирующих блоков 10, сумматор 11, формирователь 12 управляющего воздействия, исполнительное устройство 13 и объект .14 управления, на который действует возмущение F.

Блок определения формы сигнала реализует последовательно соотношения

Д Е (КТ) = d Е (КТ) — 4E ((К-1) . Т);

1 35

Д Е (КТ) = Д Е (КТ) — Л Е 1(К1) Т); о

0 ((К-1) Т3, (1) где Е (KT) = Х д (КТ) — Х (КТ) — зна- 45 чение сигнала ошибки;

Т = Т /n — период квантования сиго нала;

То = nT — период поступления управляющей информации на вход коммутатора 9 и в.дачи управления на объект 14;

n -- порядок аппроксимации процесса на интерва ле Т и проверяет условия вида

n= 0; и = 1, п=2;

DE (КТ) = Е (КТ) — Е DK 1) Т);. "Д (КТ) = d (КТ) — ll E

IDE1(КТ) I (Е, то п = 0;

Е((КТ)1(Е, то n = 1; д Е (КТ)!(Е, то n = 2; U (КТ ) = — — Е (КТ ), 1

1 (КТ ) = — — Г (КТ), aT е о с

«T<) Е (КТ) 1

2 аТ (КТо ) ° о

1495744

6 (3) Применение адап тивной системы»loз— воляет существенно сократить априорную информацию об объекте управления, 5 обеспечить управление объектами неои— ределенной структуры с одним входом по управлению и одним выходом по регулируемой величине, расширить функциональные возможност»» регулятора пу10 тем унификации, существенно сократить трудозатраты и стоимость проектируемых систем управления.

F. (КТ) аТ г о,11

Е (КТ ), п=3, 6 aT где а — статический коэффициент передачи объекта управления.

Для повь»шения точности путем введения астатизма можно ввести интегральную составляющую.

Сумматор 11 обьединяет выходы с корректирующих блоков.

Формирователь 12 формирует кусочно-постоянное или другое управление

20 на периоде То, воздействующее на исполнительное устройство 13, сигнал с которого действует на обьект 14, так, чтобы ошибка Е (t) уменьшилась.

Формула изобретения

Адаптивная система управления ра- 25 ботает следующим образом.

Под воздействием возмущения F u других факторов появляется сигнал ошибки Е (t) который через квантователь 3 поступает в блок 8, в котором по значениям Е (КТ), F, j(K-1)T), Е ((К-2)Т ),... вычисляются разности (1), реализуются условия (2) и получается информация о характере изменения Е (t) на интервале Т 0 = nT в виде одиночных сигналов n = О, и = 1, 35 и = 2,..., которые поступают на соответствующий вход коммутатора через каждые То. При наличии сигнала управ ления на одном из выходов блока 8 40 блок 5 пропускает E (КТ,) на соответствующий корректирующий блок, который формирует управление U (КТ ), поступающее на формирователь 12 с передаточной функцией, например 11 >(Р)

1 — е и далее на исполнительное устройство 13.

Анализ характера изменения сигнала Е (t) и формирование управления происходит на каждом интервале времеHH Т„ = nTg

5 (КТ ) = — — Е (КТ) 1 а Т, Адаптивная система управления, содержащая формирователь управляющего воздействия, выход которого через исполнительное устройство соединен с входом обьекта управления, подключенного выходом к входу датчика, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к входу системы, а выход — к HHAQPMBIJHQHHQMó входу квантователя сигнала ошибки, а также сумматор и корректирую»чий блок, о т личающаяся тем,что,сце— лью расширения области применения системы за счет управления объектом неопределенной структуры, в нее введены делитель частоты, блок определения формы сигнала, коммутатор, блок из и ключей и и-1 корректирующих блоков, причем информационнь»»» выход квантователя сигнала ошибки соединен с входом блока определения формы сигнала и с информационнь»ь»и входами коммута— тора, и управляющих входов которого соединены соответственно с выходам»» блока из и ключей, и информационных входов которого соединены соответст— венно с выходами блока определения формы сигнала, и выходов коммутатора соединены соответственно через и корректирующих блоков с и входами сумматора, выход которого соединен с В входом фо рмиро в ателя упр авляюцего воздействия, тактовый выход квантователя сигнала ошибки подключен через делитель частоты к управляющему входу блока из и кличей.

1495744

Фиг. 2

Составитель Е. Власов

Редактор В. Данко Техред A.Êðaâ÷óê Корректор T. Малец . C.

Заказ 4264/44 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101