Адаптивная система управления нестационарным нелинейным объектом

 

Изобретение относится к автоматике. Цель изобретения - повышение устойчивости и области применения при существенных изменениях параметров объекта управления - достигается тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные первый блок дифференцирования и второй блок умножения последовательно соединенные второй блок дифференцирования, третий блок умножения, второй сумматор и второй блок с переменным коэффициентом усиления и последовательно соединенные четвертый блок умножения и второй блок интегрирования 1 ил

(19) RU (И) 2003161 Cl (51) 5 G 05813 00

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

K ПАТЕНТУ (21) 4838999/24 (22) ) 2.06.90 (46) 15Л1.93 Бюл Na 41-42 (76) Лащев Анатолий Яковлевич (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

НЕС 1 АЦИОНАРНЫМ НЕЛИНЕЙНЫМ ОБЪЕКТОМ (57) Изобретение относится к автоматике. Цель изобретения — повышение устойчивости и области применения при существенных изменениях параметров объекта управления — достигается тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные первый блок дифференцирования и второй блок умножения, последовательно соединенные второй блок дифференцирования, третий блок умножения, второй сумматор и второй блок с переменным коэффициентом усиления и последовательно соединенные четвертый блок умножения и второй блок интегрирования. 1 ил.

2003161

Изобретение относится к управлению

;;елинейными нестационарными объекта:-.и, а именно к адаптивным системам управг:,t-;ия, Целью изобретения является повыше: и-; .:. ус гойчивости системы и расширение об:;;;,tè г рименения при изменениях параметров объекта управления в широком

cèàïàçoHå и со значительными скоростями.

1-! а чертеже и редставлена функциональ- 10 ная схема адаптивной системы управления нестационарным нелинейным объектом, Система содержит блоки 1 и 2 диффер". ирования, сумматоры 3 и 4, блок 5 сравпе; ия, блоки 6 и 7 с переменным коэффициентом усиления, блоки 8, 9, 10 и 11 умножения, блоки 12 и 13 интегрирования, объект 14 управления, F(t) — параметрическое .. озмущение, V(t) — входной сигнал сисе : ы, U(t) — управление поступающее на 20 вх д объекта управления.

1 эссмотрим объект управления (1)

25 г Цf у ц) U == m(t)v - k(t)x, (2), де х г:-: й", 0 6 я, n(t), п(т) - настраиваемые параметры регулятора; v(t) — скалярный входной сигнал системы (1), (2). Будем производить настройку параметров m(t) и k(t) из условия обеспечения некоторой скорости убывания функции Ляунова вида 35

1 г

V- =— u

2 (3) Запишем из (3) значение производной фун- 40 кции Ляпунова (4) (= U UH,, 45 гда значение скорости убывания невязки UH будем выбирать из равенства (5) 55 (6) Ч=00н «О

Из (6) с учетом (5) получим

V =- О (ЬпЧ -> ЬиЯ - hkx -Akx) (7) 50

ape m(t) и k(t) — законы изменения параметров регулятора m(t), k(t) с целью обеспечения неравенства в любой момент времени

Для обеспечения неравенства (6) необходимо, чтобы выполнялись равенства

Ьъ =-UV, Ьп =-UV, hk=Ux, 5k= Ux (8) Из (8) можно записать законы настройки параметров m(t) и k(t) a виде параметрических невязок

hm(1) = -(UV + / UVdt), to (9) hk(t) = Ux + / Uxdt

Законы адаптации (9) параметров m(t) и

k(t) вида m(t) + hm(t) и k(t) + Л k(t) обеспечат устойчивость движения системы (1), (2) при любом виде входного сигнала V(t) и любых изменениях параметров объекта управления (1), Изменения параметров объекта (1) и входного сигнала изменят значение измеряемого сигнала невязки в системе (2) и путем организации отрицательной обратной связи по выходному сигналу х(т) будут скомпенсированы. Кроме того, изменения параметров регулятора позволяет обеспечить устойчивость системы управления при любых изменениях параметров объекта (1) и входного сигнала V(t), если цепь адаптации параметров регулятора (2) будет достаточно быстродействующей, Система работает следующим образом, Входной сигнал V(t) поступает через блок 6 с переменным коэффициентом усиления на вход блока сравнения 5, в котором он сравнивается с сигналом обратной связи с выхода блока 7 с переменным коэффициентом усиления, Сигнал с выхода блока 5 сравнения поступает на вход объекта управления

14. Настройка переменных параметров m(t) и

k(t) производится по алгоритмам (9) по выходному и входному сигналам объекта управления 14. Сигнал U(t) с выхода блока 5 сравнения поступает на входы блоков 8, 9, 10 и 11 умножения. На вторые вхеды блоков 8 и

9 поступают входной сигнал системы V(t) и производная входного сигнала с выхода блока 1 дифференцирования соответственно, На входы сумматора 3 поступает сигнал с выхода блока 8 умножителя и через блок интегрирования 12 — с выхода блока 9 умножения. На выходе сумматора 3 получается сигнал настройки параметра m(t) блока 6 с переменным коэффициентом усиления со2003161 гласно первому уравнению системы уравнений (9). Аналогично реализуется второй алгоритм адаптации параметра k(t) обратной связи системы уравнений (9), С этой целью выходной сигнал x(t) объекта уравнения 14 поступает на вход блока 7 с переменным коэффициентом усиления и на второй вход блока умножения 11, а через блок дифференцирования 2 — на второй вход блока 1О умножения, Сигналы с выходов блоков 10 и

11 поступают соответственно непосредственно и через блок интегрирования 13 на входы сумматора 4, на выходе которого получается согласно второму уравнению системы уравнений (9) приращение сигнала hk(t}, которое добавляется к.сигналу k(t) по принФормула изобретения

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ НЕЛИНЕЙНЫМ ОБЬЕКТОМ, содержащая первый блок с переменным коэффициентом усиления, информационный вход которого является входом системы и подключен к пеовому входу первого блока умножения, соединенного выходом с входом первого интегратора, блок сравнения, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго блоков с переменным коэффициентом усиления, а выход блока сравнения соединен с входом объекта управления, выход которого является выходом системы, информационный вход второго блока с переменным коэффициентом усиления соединен с первым входом второго блока умножения, соединенного выходом с входом второго интегратора, а вторым входом подключенного к второму входу первого блока ципу отрицательной обратной связи по параметру.

Таким образом, настройкой параметров

m(t) и k(t) можно добиться обеспечения отри5 цательности производной функции Ляпунова (6), т.е, обеспечить устойчивость системы управления при произвольных изменениях параметров объекта управления (1). В любом случае параметрические возмущения

10 F(t) парируются изменением параметров блоков 6 и 7 с переменными коэффициентами усиления. (56) Борцов Ю,А„Поляков H,Ä., Путав

В,В, Электромеханические системы с адап15 тивным и модальным управлением. Л.:

Энергоатомиздат, 1984, с. 107, рис. 4.3. умножения, отличающаяся тем, что в нее

29 введены два блока дифференцирования, два сумматора и третий и четвертый блоки умножения, подключенные выходами к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, соединенных вторы25 ми входами с выходами первого и BTopoão интеграторов, а выходами подключенных к управляющим входам соответственно первого и второго блоков с переменным коэфФ фициентом усиления, вход системы через

30 первый блок дифференцирования подключен к первому входу третьего блока умножения, соединенного вторым входом первого блока умножения и ин35 форма цион н ь м входом объекта уп Ра вле ния, выход которого соединен с информационным входом второго блока с переменным коэффициентом усиления и через второй блок дифференцирования

40 подключен к первому входу четвертого блока умножения, соединенного вторым входом с вторым входом второго блока умножения, 2003161

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

1 I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3234

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

Составитель А. Лащев

Редактор В, Трубченко Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор M. Шароши