Самонастраивающаяся система управления

 

Изобретение относится к адаптивным системам управления нестационарным объектом управления , в частности к самонастраивающимся системам управления с заданным качеством переходного процесса Цель изобретения - повышение точности системы в процессе поддержания заданного качества переходного процесса Цель достигается за счет введения в систему управления двух умножителей , генератора импульсов и генератора гармонических сигналов, а также за счет отличного от известного выполнения блока настройки параметров 1 ил.

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (в) RU (и) 2003160 С1 (51)5 оояв1з оо г, .,ф>,1 7 !

ОЛИСАНИК ИЗОЬГКтКния (21) 4834190/24 (22) 14.06.90 (46) 15.11.93 Бюп. Na 41-42 (76) Лэщев Анатолий Яковлевич (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА

УПРАВЛЕНИЯ (67) Изобретение относится к адаптивным системам управления нестационарным объектом управления, в частности к самонастраивающимся системам управления с заданным качеством переходного процесса Цель изобретения — повышение точности системы в процессе поддержания заданного качества переходного процесса Цель достигается за счет введения в систему управления двух умножителей, генератора импульсов и генератора гармонических сигналов, а также за счет отличного от известного выполнения блока настройки параметров.

1 ил.

2003160

Изобретение относится к адаптивным ;,.:сгемам управления нестационарным обьG::гам управления, в частности к самонастраивающимся системам (СНС) управления с зэ,:,,энным качеством переходного процесCB !

4звестна самонастраивающая система

; правления, содержащая нестационарный об ект управления, блоки сравнения, сумма„-.-:, матричные умно>кители, дифференциа,о,;-„блоки с переменным коэффициентом ус.иения и блок настройки, Недостатком известной системы является низкая точность ее при условии отсутс: вия "богатого" входного сигнала системы.

Этот недостаток отмечается у всех СНС с эталонной моделью.

Целью изобретения является повышение то ности системы в процессе поддержания заданного качества переходного процесса, Цель достигается тем, что в известную систему дополнительно введены генератор гармонического сигнала, два блока умножения и генератор импульсов.

Теорема. Пусть задан управляемый обьект, описываемый уравнением где

A(t) — А+ В(с)К(т) = hk(t)

В()т(с)- в - т() (6) Иэ (1), (4) и (6) запишем

10 8 = А + AK(t)x+ (т) (7) 15

v = REF+ ЛК ЛК + Л Лп и с учетом (7) получим

v =кАР +куя><+кАтыц + (8) Для того. чтобы обеспечить сходимость процедур настройки как по сигнальному рассогласованию е(т), так и по параметрическому ЛК(т) an hm(t) необходимо выполнение равенства

30 х = A(t)x+ В()Ш, Щ = K(t)x+ m(t)u, (1) где x(t) Я 8", A(t) — (nxn) матрица, б1m x(t) = (n>, l), dim U(t) = (mx1), m n. где )(в, t) >(k 0 — некоторая положи35 тельная гармоническая функция (например, y(Cu, t) =A(Sing>t + Coat + 8! П2йй + COS2Cut +

+ ...sinn + COSnt) .

Уравнение (10) будет справедливо, если обеспечить равенство

h4(t) = — (y(cr>, t)o><() + к.) оХ®Я, (2) Aq(t) = — (у(а, t)() + к Jou()dt), обеспечивают равенство

lim (x — xM) =О, - 00 (3) +У(Л + ЬР) =0

45 (11) откуда немедленно получим при к = 2к0 где xM(t) определено дифференциальным уравнением

P<(t), () А(.)2

50 (ATl(t) = — к0((fUclt + А()2ро). (12) х -AXMM+BU (4) Доказательство: Без потери общности докажем теорему для n = 1.

Выберем функцию Ляпунова 55 (13) v = (aCE2 + Ж + Ьп )

2 (5) Тогда параметрические управления

Запишем значение производной функции Ляпунова

+h hm+ËÊËÊ. (9) v = кЖ вЂ” AK y (o>, t) — hm )(в, t), (10) коих + ichmu + Агап + hkhk +

В общем случае функция Ляпунова будет вида (к Ef + hl<ò/ < + Рдттhm)

2 алгоритмы (12) в общем случае запишем в виде

2003160

На чертеже представлена функциональная схема системы управления, Приняты следующие обозначения: сумматор 1, блоки 2, 3 сравнения, блоки 4, 5 с переменным коэффициентом усиления, модель 6 системы управления, объект управления 7, блок 8 настройки параметров, умножители 9, 10, генератор импульсов 11 и генератор 12 гармонического сигнала, сумматоры 13, 14, интеграторы 15, 16, усилители 17, 18, умножители 19 — 22.

Система работает следующим образом, Входной сигнал U(t) и сигнал с выходов умножителей 9 и 10 поступают через сумматор 1 на входы блока 2 сравнения, эталонной модели 6 и на вход умножителя 20.

С выхода блока сравнения 2 разность сигналов, поступающих с блока 5 с переменным коэффициентом усиления и с выхода сумматора 1, проходит через блок 4 переменным коэффициентом и поступает на вход объекта 30

7 управления, Сигналы с выходов объекта 7 управления и эталонной модели 6 системы сравниваются в блоке " сравнения и поступает на входы умножителей 9, 20 и 22. Элементы функциональной схемы 12, 14, 16, 18, 21 и 22 служат для формирования сигналов настройки блока 5, а 12, 13, 15, 17, t9 и 20— блока 4. Работа и связи между элементами в контурах формиров-ния сигналов на40

Формула изобретения

САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая первый блок сравнения, подключенный первым входом к выходу модели системы управления и первому входу блока настройки параметров, а выходом соединенный с информационным входом первого блока сравнения с переменным коэффициентом усиления, выход модели системы управления подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого ñàединен с выходом обьекта управления, являющимся выходом системы управления, информационным входом второго блока сравнения с переменным коэффициентом усиления и вторым входом блока настройки параметров, третий вход которого соестройки определены чертех<ом и алгоритмом адаптации параметров (12).

Таким образом, при изменении параметров объекта управления 7 под действием параметрического возмущения F(t) и отклонении их от заданных эталонной моделью добавки к коэффициентам K(t) и m(t) система адаптируется к действию возмущений, В случае, когда невязка системы R = 0 сигнал с генератора 12 гармони веских сигналов с выходов умножителей 9, 20 и 22 также равен нулю. Если же сигнал U(t) = О, то при неодинаковых параметрах в модели

6 и система параметричес,<ие рассогласования ЛК(<) и Ьт (т) не кампенсириатся, т,к, x(t)

= О. Для того, чтобы получить сигнал рассогласования при действии параметрических возмущений F(t) необходимо подать на некоторое время пробный входной сигнал через умножитель 10, тогда в течение

Т-времени импульса с генератора 11 — с выхода умножителя 10 на вход системы поступает сигнал генератора 12 гармонических сигналов. Если за это время паягляется сигнал ошибки E(l) О, то подключаются сигналы с выxoäoâ умножителей 9, 19, 20, 21 и 22 и происходит настройка параметров системы, Частота генератора 11 импульсов выбирается исходя из допустимой параметрической ошибки системы и скорости изменения параметров объекта 7 управления. (56) Громыко В.Д., Санковский Е,А. Самонастраивающиеся системы с моделью. M.:

Энергия, 1974, с.16, рис.2.

Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д. Путав В,В, Электро-механические системы с адаптивным и модальным управлением. Л.: Энергоатомиздат, 1984, с.83, рис.3.8. динен с выходом второго блока сравнения, первый выход блока настройки параметров подкл очен к управляющему D",îäó.ïåðвого блока сравнения с переменным коэффициентом усиления и третий блок сравнения, отличающаяся тем, что с целью повышения точности системы, в нее введены два умножителя, генератор импульсов и генератор гармонических сигналов, а блок настройки параметров содержит четыре блока умножения, два усилителя, два интегратора и два сумматора, выходы которых чвляются соотвстственно первым и вторым выходами блока настройки параметров, первый и второй входы которого соединены с первыми входами первого и второго блоков умножения, вторые входы которых соединены с третьим входам

2003160

Составитель В. Сурин

Редактор В, Трубченко Техред M,Moðãåíòàë Корректор М. Шароши

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3234

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 блока настройки параметров, а выходы через первый и второй интеграторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго сумматоров, вторые входы которых: через первый и второй усили- 6 тели . соединены с выходами соответственно третьего и четвертого блоков умножения, первые входы которых соединены с четвертым входом блока настройки параметров, а вторые входы со->0 единены с выходами соответственно первого и второго блоков умножения, причем в системе управления выход первого блока сравнения с переменным козффициентом усиления соединен с входом объекта управления, выход генератора гармонических сигналов подключен к четвертому входу блока настроики параметров и первым входам первого и второго умножителей, вторые входы которых подключены соответственно к выходу второго блока сравнения и выходу генератора импульсов, первый вход третьего блока сравнения является входом системы управления, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго умножителей, а выход подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения с переменным козффици- ентом усиления, подключенного управляющим входом к второму выходу блока настройки параметров,