Робастная система управления

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или меняющиеся во времени величины. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы за счет работы с нестационарными объектами. Система содержит блок задания коэффициентов, два блока суммирования, два умножителя, объект регулирования, дискриминатор знака. 1 ил.

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или меняющиеся во времени величины. Такими системами являются, например, системы автоматического управления летательными аппаратами, ядерными реакторами, гидромелиоративными сооружениями и т. д.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является самонастраивающаяся система управления, содержащая объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, последовательно соединенные блок суммирования, первый умножитель, интегратор, второй умножитель, выход блока суммирования подключен к вторым входам первого и второго умножителей /1/.

Недостатком этой системы является ограниченность функциональных возможностей, связанных с потерей работоспособности системы при работе с нестационарными объектами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую объект регулирования, блок задания коэффициентов, последовательно соединенный блок суммирования, первый умножитель, второй умножитель, к первому и второму входам первого умножителя подключен выход блока суммирования, соответствующие входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания коэффициентов, а выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, введены второй блок суммирования и дискриминатор знака, причем первый вход второго умножителя соединен с выходом первого умножителя, второй вход второго умножителя соединен с выходом дискриминатора знака, вход которого соединен с выходом первого блока суммирования; выход второго умножителя подключен к первому входу второго блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом дискриминатора знака, а выход второго блока суммирования подключен к объекту регулирования.

Вводя в систему второй блок суммирования и дискриминатор знака, получают робастное управление, что обеспечивает условие нормального функционирования системы при нестационарных характеристиках обычного уравнения.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система содержит объект 1 регулирования, блок 2 задания коэффициентов, блок 3 суммирования, первый умножитель 4, второй умножитель 5, второй блок суммирования 6 и дискриминатор знака 7.

Y₁. ..,Y_m - выходы объекта регулирования, U - скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее уравнению: U = -γ₁sgn(g^тy)-γ₂(g^тy)²sgn(g^тy), где γ₁>0,γ₂>0 - постоянные, g^T - числовой вектор, y-m - мерный вектор выходных координат объекта.

Система функционирует следующим образом.

Сигналы с выходов объекта 1 регулирования поступают на соответствующие входы блока 2 задания коэффициентов, который представляет собой блок умножителей. В блоке 2 задания коэффициентов происходит умножение сигнала с i-го выхода объекта регулирования на постоянный коэффициент. Сигналы с выходов блока 2 задания коэффициентов поступают на соответствующие входы блока 3 суммирования, где складываются. Сигналы g^Ty с выхода блока 3 суммирования поступают на вход дискриминатора знака 7 и на оба входа первого умножителя 4. В первом умножителе 4 происходит умножение сигнала с выхода блока 3 первого суммирования на этот же сигнал. Сигнал (g^Ty)² с выхода первого умножителя 4 поступает на первый вход второго умножителя 5. В дискриминаторе знака 7 выбирается знак сигнала. Сигнал sgn(g^Ty) поступает на второй вход второго умножителя 5, где происходит умножение его на сигнал (g^Ty)², поступающий с выхода первого умножителя 4. Полученный сигнал (g^Ty)²sgn(g^Ty) поступает с выхода второго умножителя 5, на первый вход второго блока суммирования 6, на второй блок которого <поступает сигнал sgn(g^Ty) с выхода дискриминатора знака 7. Во втором блоке суммирования 6 происходит сложение сигналов, полученных с выхода второго умножителя 5 и выхода дискриминатора 7 с нужными коэффициентами. Сигнал U = -γ₁sgn(g^тy)-γ₂(g^тy)²sgn(g^тy) c выхода второго блока суммирования 6 (управляющее воздействие) поступает на вход объекта 1 регулирования.

Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.

Источники информации 1. SU 1019400 А, 23.05.1983.

Формула изобретения

Робастная система управления, содержащая объект регулирования, блок задания коэффициентов, блок суммирования, первый умножитель, второй умножитель, к первому и второму входам первого умножителя подключен выход блока суммирования, соответствующие входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания коэффициентов, а выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, отличающаяся тем, что в систему введены второй блок суммирования и дискриминатор знака, причем первый вход второго умножителя соединен с выходом первого умножителя, а второй вход второго умножителя соединен с выходом дискриминатора знака, вход которого соединен с выходом первого блока суммирования, выход второго умножителя подключен к первому входу второго блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом дискриминатора знака, выход второго блока суммирования подключен к объекту регулирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1