Адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами



Адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами
Адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами
Адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами
Адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами
Адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами

 


Владельцы патента RU 2427870:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано при управлении периодическими режимами нестационарных динамических объектов. Техническим результатом является обеспечение асимптотической устойчивости системы управления периодическими режимами динамических объектов. В систему дополнительно введен последовательный фильтр-компенсатор, при этом вход последовательного фильтра-компенсатора соединен с выходом первого блока суммирования, выход фильтра-компенсатора подключен к первому и второму входам первого умножителя, а также ко второму входу второго умножителя, первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход связан с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя и к входу блока задержки, выход второго умножителя связан с входом объекта регулирования. 2 ил.

 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано при управлении периодическими режимами нестационарных динамических объектов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами (Патент РФ № 2265873, Официальный бюл. «Изобретения и полезные модели». - 2005, № 34, прототип), содержащая блок задания коэффициентов, первый сумматор, первый умножитель, второй сумматор, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы первого сумматора подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, первый вход второго сумматора подключен к выходу первого умножителя, второй вход - к выходу блока задержки, выход второго сумматора связан с первым входом второго умножителя и с входом блока задержки, выход первого сумматора соединен с первым и вторым входами первого умножителя и со вторым входом второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования.

Однако недостатком данной системы является ее неработоспособность для объектов регулирования с разностью порядков числителя и знаменателя их передаточной функции, превышающей единицу.

Технической задачей, на решение которой направленно заявленное изобретение, является обеспечение асимптотической устойчивости положения равновесия рассматриваемой системы для объектов с разницей порядков знаменателя и числителя передаточной функции, большей единицы.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в систему, содержащую блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, второй блок суммирования, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, согласно изобретению дополнительно введен последовательный фильтр-компенсатор, при этом вход последовательного фильтра-компенсатора соединен с выходом первого блока суммирования, выход фильтра-компенсатора подключен к первому и второму входам первого умножителя, а также ко второму входу второго умножителя, первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход связан с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя и к входу блока задержки, выход второго умножителя связан с входом объекта регулирования.

Введение в систему последовательного фильтра-компенсатора, в случае разницы порядков знаменателя и числителя передаточной функции объекта, большей единицы, позволяет получить работоспособную систему регулирования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема системы; фиг.2 иллюстрирует блок-схему последовательного фильтра-компенсатора. Система содержит объект регулирования 1, блок задания коэффициентов 2, первый блок суммирования 3, последовательный фильтр-компенсатор 4, первый умножитель 5, второй блок суммирования 6, блок задержки 7, второй умножитель 8, у1,…,уm - выходы объекта регулирования, u - скалярное управляющее воздействие.

Объект регулирования описывается уравнением:

где х(t) - n-мерный вектор состояний объекта регулирования;

A(t+T), b(t+T) - соответственно нестационарные матрица состояния и вектор управления, элементы которых являются T-периодическими функциями времени;

у(t) - m-мерный вектор выходных координат объекта регулирования;

* - символ транспонирования;

L - матрица выхода;

u(t) - скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее соотношению:

где χпер(t) - настраиваемый периодический коэффициент контура адаптации;

α0 - m-мерный вектор коэффициентов блока задания коэффициентов 2, выбираемый из условия:

α0*α(λ) - гурвицевый полином степени n-1 с положительным старшим коэффициентом, где α(λ) - числитель передаточной функции объекта регулирования (1).

Используя методику критерия гиперустойчивости В.М.Попова, можно показать, что реализация алгоритма управления в виде:

где γ0 - некоторая постоянная положительная величина;

обеспечит асимптотическую устойчивость системы регулирования.

Система функционирует следующим образом.

Сигналы с выхода объекта регулирования 1 поступают на входы блока задания коэффициентов 2, внутри которого происходит умножение сигнала с i-го входа на постоянный коэффициент. Сигналы с выходов блока задания коэффициентов 2 поступают на соответствующие входы первого блока суммирования 3, где складываются. Сигнал с выхода первого блока суммирования 3 поступает на вход последовательного фильтра-компенсатора 4, структурная схема которого представлена на фиг.2. Входной сигнал последовательного фильтра-компенсатора поступает на первый вход блока суммирования 91, сигнал с выхода которого идет на вход интегратора 101, а также на первый вход блока суммирования 92. На второй вход блока суммирования 91 подается сигнал с выхода интегратора 101. На второй и третий входы блока суммирования 92 поступают сигналы с выхода интеграторов 101 и 102. Таким образом, каждый блок суммирования 9j (j=1,2,…,k-1, где k - разность порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта управления) осуществляет суммирование сигналов, поступающих с выхода блока суммирования 9j-1, а также выходов интеграторов 10j-1 и 10j. На первый вход блока суммирования 9k, формирующего выход последовательного фильтра-компенсатора 4, поступает сигнал с выхода блока суммирования 9k-1, на второй вход блока суммирования 9k подается сигнал с выхода интегратора 10k-1. Сигнал с выхода блока суммирования 9k (соответствующий выходу последовательного фильтра компенсатора 4) идет на оба входа первого умножителя 5 и на второй вход второго умножителя 8. Сигнал с выхода первого умножителя 5 подается на первый вход второго блока суммирования 6. Сигнал с выхода второго блока суммирования 6 поступает на первый вход второго умножителя 8 и на вход блока задержки 7 на величину, равную периоду изменения параметров объекта регулирования. Сигнал с выхода блока задержки 7 идет на второй вход второго блока суммирования 6. Выходной сигнал второго умножителя 8, соответствующий скалярному управляющему воздействию u, подается на вход объекта регулирования 1.

Технический результат заключается в обеспечении асимптотической устойчивости системы управления периодическими режимами динамических объектов, разница порядков числителя и знаменателя передаточной функции которых превышает единицу.

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

Адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами, содержащая блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, второй блок суммирования, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, отличающаяся тем, что дополнительно введен последовательный фильтр-компенсатор, при этом вход последовательного фильтра-компенсатора соединен с выходом первого блока суммирования, выход фильтра-компенсатора подключен к первому и второму входам первого умножителя, а также ко второму входу второго умножителя, первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход связан с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя и к входу блока задержки, выход второго умножителя связан с входом объекта регулирования.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к области систем автоматического управления объектами с неизвестными параметрами и неизвестным ограниченным внешним возмущением. .

Изобретение относится к области систем автоматического управления объектами широкого класса с неизвестными, медленно изменяющимися параметрами и неизвестными ограниченными внешними возмущениями.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленных установках для отработки позиционными электроприводами с идеальным валопроводом заданных программ перемещения.

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или меняющиеся во времени величины.

Изобретение относится к разводке электрической сети, беспроводному дистанционному управлению энергоснабжением. .

Изобретение относится к способу и системе для усовершенствования техники вождения поездов. .

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления для скалярных объектов, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины.

Изобретение относится к способу работы пирометаллургической печи, в частности дуговой печи, при работе которой несколько рабочих параметров удерживают внутри заданных пределов.

Изобретение относится к электроприводам и может быть использовано при создании их систем управления. .

Изобретение относится к системам автоматического регулирования

Изобретение относится к автоматическому управлению, а именно к адаптивным системам двухпозиционного автоматического управления

Изобретение относится к способу для управления охлаждением технической установки с, по меньшей мере, одной электрической компонентой, как, например, трансформатором, и с системой охлаждения с, по меньшей мере, одним охлаждающим элементом для охлаждения электрической компоненты, причем, по меньшей мере, один сенсорный датчик измеряет температуру и/или вязкость находящейся в системе охлаждения охлаждающей среды

Изобретение относится к автоматическому или автоматизированному управлению, в частности к системам с координатными и параметрическими обратными связями, и может быть использовано для построения систем управления сложными организованными объектами (коборгами), например, в технической, экономической, административной, военной и др

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления объектами с известным запаздыванием, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины, а измерению доступен только выходной сигнал объекта

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления объектами с известным запаздыванием, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины, а измерению доступен только выходной сигнал объекта

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления периодическими режимами априорно неопределенных нестационарных динамических объектов

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления технологическими процессами и производствами, а конкретно к устройствам управления процессом обжига известняка в печах шахтного типа, и может быть использовано в металлургической, строительной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области управления с повышенной точностью сложными и быстродействующими технологическими процессами на предприятиях химической, машиностроительной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, которые не удается описать системой линейных дифференциальных уравнений малого порядка, что вынуждает такие процессы представлять в виде вербальной модели

Изобретение относится к судостроению, в частности к применению нечеткой логики для регулирования трехфазного асинхронного двигателя, используемого в судовой системе электродвижения
Наверх