Патент ссср 161145

 

СОВХОЗ СОВЕТС1(ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИ К

ОАЗИСА HHE

И 3 О Б Р Е Т Е Н И. Я

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л2 161145

Класс

42m, 15вт

-+=:. ". лб а

-.Ъ,1 =:=="- Р:-;

МПК

G 06c

Заявлено 29.1Х.1962 (¹ 796669/26-24)

Опубликовано 09.111.1964. Б(оллетень ¹ 6

ГОСУДАРСТВЕННБ1И

К0МНТЕТ 110 ДЕЛАЯ

ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ

СССР

УДК

l бб

Подписная группа № 145

° в

I, Д. В. Караченец

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕЗА УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

4. (х, i -,..., х" — 0, Известно устройство для синтеза управляющих воздействий на объект, описываемый IHнейным дифференциальным уравнением и-го порядка с неположительными дейсгвительными корнями.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно содержит блок для получения гиперповерхности и блок формирования знака управления, связанные между собой с объектом управления. Этим достигается получение оптимального управляющего сигнала, независящего от вида задающего воздействия.

Кроме того, в предлагаемом устройсгве, с целью построения блока для получения гиперповерхности переключения, работающего по принципу сканирования, предусмотрено наличие блока задания координат, связанного с (n — 1) моделями, выполненными на линейных решающих элементах. При этом каждая последующая модель, описываюш,ая поведение объекта в «обращенном» времени, имеет ускоренный масштаб времени по отношению к предыдущей.

На чертеже изображена блок-схема устройства для синтеза управляющих воздействий на объект.

В предлагаемом устройстве для синтеза управляющих воздействий на объект 1 движение его описывается линейным дифференциальным уравнением и-го порядка с неположительными вещественными корнями характеристического уравнения при одном управляющем параметре — 7И(У-4М. Известно, что при оптимальном по быстродействи1о движении объекта модуль управляющего гараметра принимает максимальное з(13чение, 3 задача управляющего блока состо;(т в получении такого знака U и такой длительности и11тервалов постоянства его, чтобы процесс был оптимальным.

Синтез оптимального управления осушсствляется устройством, реализующим п(псрповерхность переключення в г.идс некоторой не,-,инейной зависимости от псремеHIIbli объекта

ГДЕ Х1, Х-, ..., Л - — фазОВЫЕ KO()p3,1!113Tbl 00 ьскта.

Главцой частью данного устройства является блок А — построения гиперповерхнссти псРС КЛ IОЧ С11И Я, OC I! 03 311! I h! и 113 Il P H I I I (11Ï((! I I I l!рсвания.

Задача управляющего блока Б состоииг в том, чтобы перевести объект пз некоторой начальной точl(и ф3зов го просTраIIст 13а в начало координат за минимум времени. 1=сли, изменив направление течения времени, р3ссматривать движение объекта по оптима 1!нь1м фазовым траекториям в напоавлснип, обратном тому, при котором эти траектории проходились объектом при прямом течении врмени, то при возможных комбинациях длительностей г-1 интервалов постоянства управления (знаки U на соседних интервалах чсрс№ 161145 дуются) получается такое многообразие точек

Z„ > размерности п-1, в которые объект оудег оптимальным образом приходить из начала координат. При и интервалах многообразие совпадает со всем фазовым пространством, а для рассматриваемого класса объектов многообразие Z, совпадает с гиперповерхностью переключения, Блок А получения гиперповерхности переключения состоит из группы моделей 2, число которых равно n — 1, где n — порядок объекта. Всевозможные реальные движения объекта происходят в некоторой ограниченной области фазового пространства, например, !г координата объекта удовлетворяет неравенству (х" (Л1.

Каждая модель включается при нулевых начальных условиях, При достижении границы фазового пространства блок 8 проверки х," = М (где 1=1,2, ... и — 1) возвращает (модель в исходное состояние. Блок 4 задания

U, подает на шины 5 и 6 управления импульсы U„ и U„", U„ = — U„".

Входы четных моделей подключены к шине

6, а нечетных — к шине 5. При достижении первой моделью границы фазового пространства блок 8 проверки х," = М вырабатывает сигнал, по которому блок 4 задания U„, производит смену знаков Ь „ и

Движение каждой модели описывается уравнением, сходным по виду с уравнением движения объекта при «обращенном» времени. Масштабирование моделей произведено таким образом, что каждая последующая работает в убыстренном темпе по отношению к предыдущей. При этом фазовая траектория первой модели за один цикл сканирования пробегает из начала координат до границы фазового пространства за столь короткий промежуток времени, что фазовые координаты объекта успеют измениться лишь на незначительную величину, а один цикл сканирования на второй модели осуществляется за еще более короткий промежуток времени, в течение которого и координаты первой модели меняются также незначительно. Это соотношение сохраняется для каждой пары соседних моделей, Так как выход i модели подается на вход модели i+1 по всем координатам, то выходные координаты последней (и — 1) модели будут сканировать гиперповерхность переключения.

Устройство для синтеза управляющих воздействий выполняет следующие операции: координаты объекта x>, x>, ... х" .равниваются в блоке 7 с соответствующими выходными координатами первой модели х„ х „,, ..., х„", и при совпадении по всем координатам блок совпадения по и — 1 координатам вырабатывает импульс совпадения, при появлении которого блок 8 запоминания Sign (х — х„,. ) по знаку разности (х" — х„, ), выдаваемой блоком 9, задает оптимальное управление на объект до следующего момента совпадения.

Предмет изобретения

1. Устройство для синтеза управляющих воздействий на объект, описываемый линейным дифференциальным уравнением и-го порядка с неположительными действительными корнями, отличающееся тем, что, с целью получения оптимального управляющего сигнала, независимо от вида задающего воздействия, оно содержит блок для получения гиперповерхности и блок формирования знака управления, связанные между собой и с объектом управления.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью построения блока для получения гиперповерхности переключения, работающего по принципу сканирования, оно состоит из блока задания координат, связанного с (n — 1) моделями, выполненными на линейных решающих элементах, при этом каждая последующая модель, описывающая поведение объекта в «обращенном» времени, имеет ускоренный масштаб времени по отношению к предыдущей.

Составитель E. В. Голова

Редактор Л. К. Ушакова Техред T. П. Курилко

Корректор Г. Е. Опарина

Поди. к печ. 22/V — 64 г. Формат бум. 60X90 j< Объем 0 35 изд. л.

Заказ 1071/2 Тираж 775 Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2