Адаптивная система управления для объектов с запаздыванием

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах автоматического управления с запаздыванием. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей адаптивной системы управления за счет настройки значений элементов числового вектора параметров. Система содержит блок запаздывания, блоки суммирования, умножители, интеграторы, блоки вычисления модуля. 1 ил.

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления динамическими объектами, причем параметры объекта - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления для объектов с запаздыванием (патент РФ N 2130636, кл. G 05 B 13/02, 1999 - прототип), содержащая объект управления, блок запаздывания, блок задания коэффициентов, последовательно соединенные первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы, вторые умножители, первый блок суммирования, последовательно соединенные второй блок суммирования, третий умножитель, второй интегратор, четвертый умножитель, третий блок суммирования, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами каждого первого умножителя, входами каждого второго умножителя и соответствующими входами блока запаздывания, выход первого блока суммирования подключен ко вторым входам каждого первого умножителя, ко второму входу третьего умножителя и к первому входу третьего блока суммирования, выходы блока запаздывания соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, выходы которого связаны с соответствующими входами второго блока суммирования, выход которого подключен к первому входу третьего умножителя и ко второму входу четвертого умножителя, выход четвертого умножителя соединен со вторым входом третьего блока суммирования, первый вход третьего блока суммирования связан с выходом первого блока суммирования, а выход подключен к входу объекта управления.

Недостатком этой системы является необходимость выбора элементов числового вектора настройки параметров регулятора в условиях априорной неопределенности, что представляет собой сложную задачу. В этом случае выбор целесообразнее заменить самонастройкой вектора параметров, что в ряде случаев является единственно возможным подходом к построению систем управления, устойчиво работоспособных в условиях априорной неопределенности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе, содержащей объект управления, блок запаздывания, первый блок суммирования, первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы, вторые умножители, второй блок суммирования, третий блок суммирования, выходы объекта управления соединены с входами блока запаздывания и с соответствующими входами первых и вторых умножителей, выходы каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блоки вычисления модуля и первые интеграторы соединены с входами соответствующего второго умножителя, выходы вторых умножителей подключены к входам первого блока суммирования, последовательно соединенные третий умножитель и второй интегратор, второй вход третьего умножителя соединен с выходом первого блока суммирования, выход которого подключен кo вторым входам первых умножителей и к первому входу третьего блока суммирования, дополнительно введены третьи умножители и соединенные последовательно с ними вторые интеграторы, выходы блока запаздывания подключены к первым входам третьих умножителей, вторые входы дополнительно введенных третьих умножителей соединены с выходом первого блока суммирования, выходы вторых интеграторов соединены с входами второго блока суммирования, выход которого подключен ко второму входу третьего блока суммирования, выход третьего блока суммирования подключен к входу объекта управления.

Поставленная цель достигается тем, что, вводя в систему дополнительно третьи умножители, вторые интеграторы, получают в системе новую функцию, которая заключается в том, что выбор всех элементов числового вектора настройки параметров регулятора заменен самонастройкой, что обеспечивает условие нормального функционирования системы.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система содержит объект управления 1, первые умножители 2_i, (i=1,m), блоки вычисления модуля 3_i (i=l,m), первые интеграторы 4_i (i=l,m), вторые умножители 5_i (i= l, m), первый блок суммирования 6, блок запаздывания 7, третьи умножители 8_i, (i=l,m), вторые интеграторы 9_i (i=l,m), второй блок суммирования 10, третий блок суммирования 11.

Выходы объекта управления 1 связаны с соответствующими входами каждого первого умножителя 2_i (i=l,m), входами каждого второго 5_i (i=l,m) умножителя и соответствующими входами блока 7 запаздывания, выход каждого первого умножителя 2_i (i=l,m) связан с входом каждого блока вычисления модуля 3_i (i=l, m), выходы которых подключены к входу каждого первого интегратора 4_i (i=l, m), выход которого связан со вторым входом каждого второго умножителя 5_i (i= l, m), выходы которых связаны с соответствующими входами первого 6 блока суммирования, выход которого подключен ко вторым входам каждого первого 2_i (i= l,m) умножителя, ко вторым входам каждого третьего умножителя 8_i и к первому входу третьего блока 11 суммирования, выходы блока запаздывания 7 соединены с соответствующими входами каждого третьего умножителя 8_i (i=l,m), выходы каждого третьего умножителя 8_i (i=l,m) подключены к входу каждого второго интегратора 9_i (i= l,m), выходы которых связаны с соответствующими входами второго 10 блока суммирования, выход которого подключен ко второму входу третьего блока 11 суммирования, первый вход которого связан с выходом первого блока 6 суммирования, а выход подключен к входу объекта 1 управления.

Система функционирует следующим образом.

Сигналы с выхода объекта управления 1 одновременно поступают на соответствующие входы блока запаздывания 7. Сигнал с выхода первого блока суммирования 6 поступает на вторые входы каждого первого умножителя 2_i (i=l,m). На первые входы каждого первого умножителя 2_i поступают соответствующие сигналы с выхода объекта управления 1. С выходов каждого первого 2_i умножителя сигналы поступают на входы соответствующих блоков вычисления модуля 3_i (i=l, m), где вычисляются их абсолютные значения. С выходов блоков вычисления модуля 3_i сигналы поступают на входы соответствующих первых интеграторов 4_i (i= l, m), где интегрируются. Сигналы с выходов первых интеграторов поступают на первые входы каждого соответствующего второго умножителя 5_i (i=l,m). На вторые входы вторых умножителей 5_i поступают соответствующие сигналы с выходов объекта управления 1. С выходов каждого второго умножителей 5_i сигналы поступают на входы первого блока суммирования 6, где складываются между собой. Сигнал с выхода первого блока суммирования 6 поступает на первый вход третьего блока суммирования. Сигналы с выходов блока 7 запаздывания через время, равное времени запаздывания, поступают на первые входы каждого третьего умножителя 8_i (i=l,m). На вторые входы каждого третьего умножителя поступают сигналы с выхода первого блока суммирования 6. С выходов каждого третьего 8_i (i= l, m) умножителя сигналы поступают на входы соответствующих вторых интеграторов 9_i (i=l,m), где интегрируются. Сигналы с выходов каждого второго 9_i (i=l,m) интегратора поступают на входы второго блока суммирования 10, где складываются. Сигналы с выхода второго блока 10 суммирования поступают на второй вход третьего блока 11 суммирования, где складываются с сигналом, поступающим на первый вход третьего блока 11 суммирования с выхода первого блока 6 суммирования. Сигнал с выхода третьего блока 11 суммирования, являющийся сигналом управления, поступает на вход объекта управления.

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

Формула изобретения

Адаптивная система управления для объектов с запаздыванием, содержащая объект управления, выходы которого соединены с входами блока запаздывания и с соответствующими входами первых и вторых умножителей, выход каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блок вычисления модуля и первый интегратор соединен с входом соответствующего второго умножителя, выходы вторых умножителей подключены к входам первого блока суммирования, выход которого подключен к вторым входам первых умножителей и первому входу третьего блока суммирования, выход которого подключен к входу объекта управления, второй блок суммирования, последовательно соединенные третий умножитель и второй интегратор, второй вход третьего умножителя соединен с выходом первого блока суммирования, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены третьи умножители и соединенные последовательно с ними вторые интеграторы, выходы блока запаздывания соединены с первыми входами третьих умножителей, вторые входы дополнительно введенных третьих умножителей соединены с выходом первого блока суммирования, выходы вторых интеграторов - с входами второго блока суммирования, выход которого подключен к второму входу третьего блока суммирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1