Способ оценки состояний силовой электронной системы



Способ оценки состояний силовой электронной системы
Способ оценки состояний силовой электронной системы

 


Владельцы патента RU 2484516:

АББ РИСЕРЧ ЛТД (CH)

Изобретение относится к области способов оценки в технике регулирования. Технический результат - обеспечение оценки состояния для широкого спектра силовых электронных систем. Предложен способ оценки состояний силовой электронной системы (1), содержащей преобразователь (4), в котором векторы x(k) и x(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0 изменяют таким образом, чтобы сумма от сложения векторной нормы от вычитания вектора (k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы за моменты дискретизации k=-N+1, …, 0 была минимальной, затем выбирают вектор x(k) состояния системы в момент дискретизации k=0. 2 н. и 10 з.п. ф-лы.

 

Область техники

Изобретение относится к области способов оценки в технике регулирования. Оно исходит из способа оценки состояний силовой электронной системы в соответствии с ограничительной частью независимого пункта формулы.

Уровень техники

В настоящее время силовые электронные системы используются во многих областях. Такая силовая электронная система включает в себя обычно преобразователь с множеством управляемых силовых полупроводниковых выключателей и соответствующей управляющей схемой для силовой полупроводниковой схемы. С преобразователем обычно соединены одна или несколько нагрузок, которые, однако, могут сильно изменяться в зависимости от времени, например вследствие сбоев. Такой нагрузкой могут быть, например, один или несколько двигателей, причем возможна вообще любая электрическая нагрузка. Состояния силовой электронной системы, например индуктивный нагрузочный ток и емкостное нагрузочное напряжение, затрагиваются такими изменениями и с трудом, т.е. лишь с большими затратами, или вообще не поддаются определению, например посредством измерения. Следовательно, необходимо оценивать состояния силовой электронной системы, причем оцененные состояния могут обрабатываться затем в блоке управления. Распространенным способом оценки состояний в силовой электронной системе является использование дискретного во времени фильтра Кальмана, как это описано, например, в "Braided extended Kalman filters for sensorless estimation in inductionmotors at high-low/zero speed", IET Control Theory, Appl., 2007. Для проведения оценки состояний, например с использованием дискретного во времени фильтра Кальмана, необходимо осуществить сначала следующие этапы:

а) определение векторов y(k) выходных величин для моментов дискретизации k=-N+1 до k=0, где N является задаваемым горизонтом дискретизации, а y - выходной величиной, например выходным напряжением преобразователя, которое определяется, например, путем измерения;

б) определение векторов u(k) регулирующих воздействий для моментов дискретизации k=-N+1 до k=0, причем регулирующим воздействием является, например, коэффициент регулирования преобразователя;

в) определение первой функции f(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы, при этом функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора u(k) состояния системы в момент дискретизации k;

г) определение второй функции g(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы, при этом функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора u(k) состояния системы в момент дискретизации k.

Проблема при использовании дискретного во времени фильтра Кальмана для оценки состояний х силовой электронной системы заключается в том, что побочные условия состояний, например, то, что ток индуктивной нагрузки и/или напряжение емкостной нагрузки ограничены или могут быть отрицательными, они могут быть учтены только с очень большими затратами или вообще не могут быть учтены. Другую проблему для фильтра Кальмана представляют функции модели системы f(x(k), u(k)), g(x(k), u(k)), которые являются кусочными аффинно-линейными функциями и описывают данную силовую электронную систему. Проблема в том, что их также либо нельзя учесть, либо можно учесть только с очень большими затратами при оценке посредством дискретного во времени фильтра Кальмана.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание способа оценки состояний силовой электронной системы, который обеспечивал бы оценку состояний для широкого спектра силовых электронных систем и был бы прост в реализации. Эта задача решается посредством признаков п.1 формулы. В зависимых пунктах приведены предпочтительные варианты осуществления изобретения.

В способе оценки состояний силовой электронной системы система содержит преобразовательную схему. Способ включает в себя следующие этапы:

а) определение векторов y(k) выходных величин для моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0, причем N является задаваемым горизонтом дискретизации;

б) определение векторов u(k) регулирующих воздействий для моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0;

в) определение первой функции f(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы, причем указанная функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k;

г) определение второй функции g(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы, причем указанная функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k.

Согласно изобретению, оценка вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k=0 включает в себя следующие этапы:

д) изменение векторов х(k) и х(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0, так что сумма от сложения векторной нормы от вычитания вектора х(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы по всем моментам дискретизации k=-N+1 до k=0 становится минимальной;

е) выбор вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k=0;

причем первая f(x(k), u(k)) и вторая g(x(k), u(k)) функции модели системы являются аффинно-линейными или, в качестве альтернативы, кусочно аффинно-линейными.

Требуемые оцененные состояния в текущий момент k=0 содержатся тогда в качестве элементов вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k=0, т.е. в векторе х(0) состояния системы. Предпочтительно предложенный способ позволяет без проблем учитывать при оценке состояний также побочные условия, выражающиеся кусочными аффинно-линейными взаимосвязями состояний и входов. Если силовая электронная система описывается кусочными аффинно-линейными функциями g(x(k), u(k)) ее модели, то такие функции g(x(k), u(k)) модели системы также могут быть очень просто учтены при оценке состояний. В целом, предложенный способ обеспечивает, тем самым, оценку состояний для очень широкого спектра силовых электронных систем и может быть реализован очень просто.

Эти и другие задачи, преимущества и признаки изобретения становятся очевидными из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов его осуществления в сочетании с чертежом.

Краткое описание чертежей

На чертеже:

- фиг.1: вариант схемы силовой электронной системы с блоком управления и устройством, осуществляющим оценку ее состояний предложенным способом.

Используемые на чертеже ссылочные позиции и их значение приведены в перечне позиций. В принципе, на чертеже одинаковые детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Описанные варианты являются примером объекта изобретения и не обладают ограничивающим действием.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображен вариант схемы силовой электронной системы 1 с блоком 3 управления и устройством 2, осуществляющим оценку ее состояний х предложенным способом. Одна или несколько соединенных с системой 1 нагрузок для наглядности не показаны. Система 1 включает в себя преобразователь 4 с множеством управляемых силовых полупроводниковых выключателей и соответствующей управляющей схемой 5 для управления ими посредством управляющего сигнала S. Такая управляющая схема 5 формирует управляющий сигнал S, например, посредством широтно-импульсной модуляции исходя из регулирующего воздействия u, которым является, например, коэффициент регулирования преобразователя. Выходной величиной у системы 1 является, например, выходное напряжение преобразователя, определяемое, например, путем измерения. Оцениваемыми состояниями х системы 1 являются, например, ток индуктивной нагрузки и напряжение емкостной нагрузки. Ниже предложенный способ описан более подробно. На этапе а) определяются векторы y(k) выходных величин для моментов дискретизации k=-N+1 до k=0, причем N является задаваемым горизонтом дискретизации. Элементы векторов y(k) выходных величин являются тогда выходными величинами y, например определяемыми путем измерения выходными напряжениями преобразователя для моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0. На этапе б) определяются векторы u(k) регулирующих воздействий для моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0, причем элементы векторов u(k) являются регулирующими воздействиями и для моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0, например коэффициентами регулирования. На этапе в) определяется первая функция f(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы 1, зависящая от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k. Далее на этапе г) определяется вторая функция g(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы 1, зависящая от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k.

Первая функция f(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы 1 определяется, в целом, следующим образом:

f ( x ( k ) ) , u ( k ) ) = { A 1 x ( k ) + B 1 u ( k ) + v 1 , F 1 x ( k ) + E 1 u ( k ) G 1 A 2 x ( k ) + B 2 u ( k ) + v 2 , F 2 x ( k ) + E 2 u ( k ) G 2 ... A M x ( k ) + B M u ( k ) + v M , F M x ( k ) + E M u ( k ) G M '

где A1…AM, B1…ВМ, F1…FM и E1…ЕМ обозначают матрицы, v1…vM - векторы, а векторы G1…G2 - пределы, которые определяют первую функцию f(x(k), u(k)) модели системы как аффинно-линейную или кусочно аффинно-линейную. Следует сказать, что за счет подходящего выбора векторов G1…GM, v1…vM и матриц A1…AM, B1…BM, F1…FM, E1…EM может быть получена также непрерывная аффинно-линейная функция, если система 1 описывается таким образом.

Вторая функция g(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы 1 определяется, в целом, следующим образом:

g ( x ( k ) , u ( k ) ) = { C 1 x ( k ) + D 1 u ( k ) + w 1 , F 1 x ( k ) + E 1 u ( k ) G 1 C 2 x ( k ) + D 2 u ( k ) + w 2 , F 2 x ( k ) + E 2 u ( k ) G 2 .. C M x ( k ) + D M u ( k ) + w M , F M x ( k ) + E M u ( k ) G M ,

где C1…СМ, D1…DM, F1…FM и E1…ЕМ обозначают матрицы, v1…vM - векторы, а векторы G1…G2 - пределы, которые определяют вторую функцию g(x(k), u(k)) модели системы как аффинно-линейную или кусочно аффинно-линейную. Следует сказать, что за счет подходящего выбора векторов G1…GM, w1…wM и матриц С1…CM, D1…DM, F1…FM, E1…EM может быть достигнута также непрерывная аффинно-линейная функция, если система 1 описывается таким образом.

Согласно изобретению оценка вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k=0, т.е. в текущий момент происходит описанными ниже дополнительными этапами:

д) изменение векторов х(k) и х(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0, так что сумма от сложения векторной нормы от вычитания вектора х(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы за моменты дискретизации от k=-N+1 до k=0 становится минимальной;

е) выбор вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k=0.

Требуемые оцененные состояния х в текущий момент k=0 содержатся тогда в качестве векторных элементов вектора х(k) состояния системы в момент дискретизации k=0, т.е. в векторе х(0) состояния системы. Этими векторными элементами были бы тогда, например, ток индуктивной нагрузки и напряжение емкостной нагрузки в момент дискретизации k=0. Предпочтительно предложенный способ позволяет без проблем учитывать при оценке состояний х также их побочные условия. Если система 1 описывается аффинно-линейными или кусочно аффинно-линейными функциями f(x(k), u(k)), g(x(k), u(k)) ее модели, то такие функции f(x(k), u(k)), g(x(k), u(k)) модели системы могут быть очень просто учтены при оценке состояний х. Предложенный способ обеспечивает, тем самым, оценку состояний х для очень широкого спектра силовых электронных систем 1 и может быть реализован очень просто.

Оцененные предложенным способом состояния х могут быть затем обработаны в блоке 3 управления, т.е., например, отрегулированы до соответствующих заданных состояний xref. Блок 3 управления работает преимущественно по принципу прогностического управления на основе модели, как это известно, например, из ЕР 1670135 А1. Однако возможен любой другой принцип управления или любая другая характеристика управления.

Упомянутую выше сумму можно описать как сумму J по следующей формуле:

J = Σ k = N + 1 0 ( x ( k + 1 ) f ( x ( ( k ) , u ( k ) ) w x q + y ( k ) g ( x ( k ) , u ( k ) ) w y q )

где Wx и Wy обозначают соответственно матрицы оценки в отношении векторов х(k), х(k+1) состояния и вектора y(k) выходной величины. Показатель q обозначает выбираемую векторную норму. Предпочтительно в качестве векторной нормы от вычитания вектора х(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы выбирается норма суммы абсолютных значений, т.е. для выражения

x ( k + 1 ) f ( x ( k ) , u ( k ) ) w x q ,

где q=1.

Кроме того, предпочтительно также выбирается норма суммы абсолютных значений в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы, т.е. для выражения

y ( k + 1 ) g ( x ( k ) w y q ,

где также q=1. Предпочтительно норма суммы абсолютных значений, т.е. q=1, реализуется очень просто.

В качестве альтернативы возможно также, чтобы в качестве векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы, и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы, соответственно, выбиралась евклидова норма, т.е. q=2.

В качестве другой альтернативы возможно также, чтобы в качестве векторной нормы от вычитания вектора х(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы, соответственно, выбиралась максимальная норма, т.е. q=∞.

Следует сказать, что возможны и другие нормы. Кроме того, можно представить себе, чтобы нормы для отдельных вычитаний выбирались также по-разному, т.е. возможно было бы, например, чтобы в качестве векторной нормы от вычитания вектора х(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы выбиралась норма суммы абсолютных значений, тогда q=1, а в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы - евклидова норма, т.е. q=2. При этом возможны любые комбинации.

Как уже сказано, векторы х(k) и х(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0 изменяются таким образом, чтобы сумма J по всем моментам дискретизации от k=-N+1 до k=0 становилась минимальной. Эти изменения векторов х(k) и х(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0 могут быть объединены в таблице (справочной таблице), тогда каждому вектору y(k) выходной величины и вектору u(k) регулирующего воздействия для каждого из моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0 соответствуют вектор х(k) и вектор х(k+1) состояния системы. Из таблицы следует тогда взять лишь нужный вектор х(k) состояния системы в момент дискретизации k=0, т.е. вектор х(0), при этом элементы вектора х(0) состояния системы являются требуемыми оцененными состояниями х в данный, т.е. текущий, момент k=0. Эта таблица может быть составлена заранее, т.е. «оф-лайн», так что не требуется производить онлайнового расчета с большим объемом вычислений с тем критерием, что сумма J становится минимальной. Упомянутая таблица может храниться в устройстве оценки 2 или на отдельном накопителе, k которому обращается устройство оценки 2.

Если же имеется достаточно ресурсов вычислительной мощности, например за счет процессора, в частности цифрового сигнального процессора, то изменения векторов х(k) и х(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации от k=-N+1 до k=0 могут вычисляться непрерывно, т.е. «онлайн».

Перечень ссылочных позиций

1 - силовая электронная система

2 - устройство оценки

3 - регулирующий блок

4 - преобразователь

5 - схема управления.

1. Способ оценки состояний силовой электронной системы (1), содержащей преобразователь (4), включающий этапы:
а) определение векторов y(k) выходных величин для моментов дискретизации k=-N+1, …, 0, где N является задаваемым горизонтом дискретизации;
б) определение векторов u(k) регулирующих воздействий для моментов дискретизации k=-N+1, …, 0,
в) определение первой функции f(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы, причем указанная функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора x(k) состояния системы в момент дискретизации k;
г) определение второй функции g(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы, причем указанная функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора x(k) состояния системы в момент дискретизации k,
отличающийся тем, что
оценка вектора x(k) состояния системы в момент дискретизации k=0 дополнительно включает этапы, на которых:
д) изменяют векторы x(k) и x(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0, так чтобы сумма от сложения векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы по всем моментам дискретизации k=-N+1, …, 0 стала минимальной; и
е) выбирают вектор x(k) состояния системы в момент дискретизации k=0;
при этом первая f(x(k), u(k)) и вторая g(x(k), u(k)) функции модели системы являются аффинно-линейными.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы соответственно выбирают норму суммы абсолютных значений.

3. Способ по по п.1, отличающийся тем, что в качестве векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы соответственно выбирают евклидову норму.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы соответственно выбирают максимальную норму.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменения векторов x(k) и x(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0 объединяют в таблице соответствия, причем каждому вектору y(k) выходной величины и вектору u(k) регулирующего воздействия для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0 соответствуют вектор x(k) и вектор x(k+1) состояния системы.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменения векторов x(k) и x(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0 вычисляют непрерывно.

7. Способ оценки состояний силовой электронной системы (1), содержащей преобразователь (4), включающий этапы:
а) определение векторов y(k) выходных величин для моментов дискретизации k=-N+1, …, 0, где N является задаваемым горизонтом дискретизации;
б) определение векторов u(k) регулирующих воздействий для моментов дискретизации k=-N+1, …, 0;
в) определение первой функции f(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы (1), причем указанная функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора x(k) состояния системы в момент дискретизации k;
г) определение второй функции g(x(k), u(k)) модели системы в момент дискретизации k для описания силовой электронной системы (1), причем указанная функция зависит от вектора u(k) регулирующего воздействия и от вектора x(k) состояния системы в момент дискретизации k,
отличающийся тем, что
оценка вектора x(k) состояния системы в момент дискретизации k=0 дополнительно включает этапы, на которых:
д) изменяют векторы x(k) и x(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0, так чтобы сумма от сложения векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы по всем моментам дискретизации k=-N+1, …, 0 стала минимальной; и
е) выбирают вектор x(k) состояния системы в момент дискретизации k=0;
при этом первая f(x(k), u(k)) и вторая g(x(k), u(k)) функции модели системы являются кусочно аффинно-линейными.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы соответственно выбирают норму суммы абсолютных значений.

9. Способ по по п.7, отличающийся тем, что в качестве векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы соответственно выбирают евклидову норму.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве векторной нормы от вычитания вектора x(k+1) состояния системы и первой функции f(x(k), u(k)) модели системы и в качестве векторной нормы от вычитания вектора y(k) выходной величины и второй функции g(x(k), u(k)) модели системы соответственно выбирают максимальную норму.
11 Способ по п.7, отличающийся тем, что изменения векторов x(k) и x(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0 объединяют в таблице соответствия, причем каждому вектору y(k) выходной величины и вектору u(k) регулирующего воздействия для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0 соответствуют вектор x(k) и вектор x(k+1) состояния системы.

12. Способ по п.7, отличающийся тем, что изменения векторов x(k) и x(k+1) состояния системы для каждого из моментов дискретизации k=-N+1, …, 0 вычисляют непрерывно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронной технике и автоматике. .

Изобретение относится к способу анализа функционирования газовой турбины, а также к способу контроля функционирования газовой турбины. .

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано для создания высокоточных систем автоматического управления движением этих объектов по заданным пространственным траекториям.

Изобретение относится к способу определения состояния электрического воспламенителя (14) горелки газовой турбины, а также к устройству (12) измерения и устройству (10) зажигания, посредством которых можно предотвратить неудачный старт газовой турбины из-за неработоспособных воспламенителей.

Изобретение относится к системам управления динамическими объектами. .

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при автоматическом управлении нестационарными скалярными априорно неопределенными динамическими объектами циклического действия.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления астатическими объектами с запаздыванием. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как для автоматизации процесса ввода оборудования в эксплуатацию, так и в функциональном режиме в устройствах управления электрическими генераторами с целью получения требуемого значения выходных параметров, в частности, для управления возбуждением генератора с целью ослабления вредных влияний перегрузок или переходных процессов, например, при внезапном подключении, снятии или изменении нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленных установках для обработки позиционными электроприводами заданных программ перемещения.

Изобретение относится к электрическим самонастраивающимся системам управления, а именно к области адаптивных систем управления с пробным гармоническим сигналом, и предназначено для управления химическими, энергетическими, электромеханическими и другими объектами с переменными или нестационарными параметрами.

Изобретение относится к автоматическому регулированию. Технический результат заключается в повышении быстродействия и точности системы при сохранении модульного оптимума при любых значениях ошибки системы. Для этого предложена система автоматического регулирования, которая содержит объект регулирования, первое устройство сравнения, входы которого соединены с источником входного сигнала и выходом объекта регулирования, и устройство суммирования, первый вход которого через устройство выделения модуля и первый усилитель соединен с выходом первого устройства сравнения, второй вход соединен с устройством задания постоянного коэффициента передачи, а выход соединен с первым входом первого множительного устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, выход первого множительного устройства соединен с плюсовым входом второго устройства сравнения, выход которого соединен с входом объекта регулирования. При этом минусовой вход второго устройства сравнения через второй усилитель соединен с выходом второго множительного устройства, первый вход которого соединен через дифференциатор с выходом объекта регулирования, а второй вход соединен через устройство извлечения корня с выходом устройства суммирования. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления. Технический результат - повышение устойчивости работы системы управления. Он достигается тем, что в адаптивную систему терминального управления дополнительно введены последовательно соединенные второй блок преобразования от функции состояния системы, второй блок вычисления фундаментальной матрицы системы, второй матричный умножитель, векторный сумматор, выходом соединенный с исполнительными органами, а вторым входом - с выходом накапливающего сумматора, вход второго блока преобразования в частную производную от функции состояния системы соединен с выходом блока модели свободного движения объекта управления, входом первого блока преобразования в частную производную от функции состояния системы и входом блока преобразования в частную производную от целевой функции и последовательно соединенные блок матрицы весовых коэффициентов терминального члена оптимизируемого функционала и третий матричный умножитель, причем выход третьего матричного умножителя соединен со вторым входом второго матричного умножителя, блока вектора коэффициентов конечного состояния объекта управления, выходом соединенного со вторым входом третьего матричного умножителя, а также запоминающего элемента, ключа и блока запуска, выход которого соединен со вторым управляющим входом ключа и вторым скалярным входом дискретного фильтра Калмана, первый вход ключа соединен с выходом запоминающего элемента, а выход - со скалярным входом блока модели свободного движения объекта управления и скалярным входом накапливающего сумматора. 7 ил., 1 пр.

Изобретение относится к интеллектуальным контроллерам, использующим принцип обучения с подкреплением и нечеткую логику, и может быть использовано для создания систем управления объектами, работающими в недетерминированной среде. Техническим результатом является повышение адаптационных свойств системы управления. Устройство содержит объект управления, блок коэффициента эффективности, блок правил самообучения управляющей нейросети, блок истории работы системы, управляющую нейросеть, блок фаззификации, блок нечеткого вывода, блок дефаззификации. 5 ил., 1 табл.

Устройство относится к области средств автоматизации и может использоваться в системах управления технологическими процессами и объектами в химической промышленности, теплотехнике, энергетике. Технический результат - повышение точности управления в системах стабилизации с предлагаемым устройством в условиях действия как сигнальных, так и параметрических возмущающих воздействий на объект. Устройство содержит сумматор, интегратор и усилитель. Устройство автоматически устраняет статическую ошибку при его использовании в системах стабилизации динамических объектов путем масштабирования задающего воздействия. Пример конкретного выполнения регулятора реализован на пневматических элементах УСЭППА. 4 ил.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления астатическими объектами с запаздыванием, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины, а измерению доступен только выходной сигнал объекта, а не его производные. Технический результат заключается в обеспечении устойчивости и хорошего качества работы системы управления при действии на астатический объект с запаздыванием по управлению аддитивного, незатухающего, ограниченного по модулю возмущения. Для этого система содержит объект регулирования, задатчик, три интегратора, пять сумматоров, один блок задания коэффициентов, два умножителя. 3 ил.

Изобретение относится к способу и устройству автоматической регулировки составляющей прямой связи для подавления избыточного отклика на ступенчатое воздействие во время ступенчатого слежения. Технический результат - упрощение реализации, расширение области применения. Устройство 1 автоматической регулировки сконфигурировано с возможностью приема входного сигнала отклика объекта 4 управления в системе 2 управления с обратной связью, перед которой расположен блок 5 управления FF. Ступенчатый отклик на ступенчатую целевую величину Х получают в состоянии, в котором блок 5 управления FF выключен, и степень избыточного отклика на ступенчатое воздействие α вычисляют из максимума избыточного отклика на ступенчатое воздействие, соответствующего максимальной величине ступенчатого отклика, и значения предоставленной ступенчатой целевой величины. Время возрастания ступенчатого отклика вычисляют из времени от момента, когда предоставлена ступенчатая целевая величина, до момента, когда достигнут максимум избыточного отклика на ступенчатое воздействие. Подают команду в блок 5 управления FF, чтобы вывести многошаговый ступенчатый сигнал S, составленный из ступенчатого сигнала первого шага, который равен (1-(α/(1+α))1/n), умноженному на входную ступенчатую величину Х, и следующего ступенчатого сигнала, приращение которого уменьшается в α/(1+α)1/n раз после каждого истечения времени возрастания ступенчатого отклика. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к способу и устройству автоматической регулировки составляющей прямой связи для подавления избыточного отклика. Технический результат - упрощение реализации, расширение области применения. Устройство 1 автоматической регулировки сконфигурировано с возможностью приема входного сигнала отклика объекта 4 управления в системе 2 управления с обратной связью, перед которой расположен блок 5 управления FF. Ступенчатый отклик на ступенчатую целевую величину Х получают в состоянии, в котором блок 5 управления FF выключен, и степень избыточного отклика на ступенчатое воздействие α вычисляют из максимума избыточного отклика на ступенчатое воздействие, соответствующего максимальной величине ступенчатого отклика, и значения предоставленной ступенчатой целевой величины. Время возрастания ступенчатого отклика T1 вычисляют из времени от момента, когда предоставляется ступенчатая целевая величина, до момента, когда достигается максимум избыточного отклика на ступенчатое воздействие. Подают команду в блок 5 управления FF, чтобы вывести сигнал, полученный с помощью применения задержки первого порядка коэффициента (величине, обратной постоянной времени) log(α/(1+α))/T1 к входной ступенчатой целевой величине Х. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство относится к вычислительной технике, а именно к области автоматического управления динамическими объектами. Техническим результатом является обеспечение максимально возможной скорости движения динамических объектов по заданной пространственной траектории без превышения предельно допустимой величины его отклонения от указанной траектории. Устройство для формирования программных сигналов управления пространственным движением динамических объектов содержит сумматоры, интеграторы, блоки умножения и деления, блоки извлечения корня, квадраторы, функциональные преобразователи, задатчики сигнала, следящие системы, навигационную систему. 1 ил.

Изобретение относится к электроприводам и может быть использовано при создании их систем управления. Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого технического решения, выражается в формировании дополнительного контура самонастройки, в котором формируется максимально возможное значение частоты задающего сигнала и максимально возможная скорость работы электропривода без превышения допустимого значения динамической ошибки управления при текущем значении амплитуды гармонического входного сигнала. Для этого предложен самонастраивающийся электропривод, который содержит последовательно соединенные сумматоры, корректирующее устройство, усилитель, электродвигатель с редуктором, на выходном валу которого установлен датчик положения, квадратор, блоки деления и блоки умножения, источник постоянного сигнала, интегратор, синусный функциональный преобразователь, задатчик амплитуды, блок извлечения квадратного корня, релейный элемент. 2 ил.

Изобретение относится к электроприводам и может быть использовано при создании их систем управления. Технический результат заключается в обеспечении максимально возможной скорости работы электропривода при одновременном изменении и амплитуды задающего гармонического сигнала, и его суммарного момента инерции без снижения заданной динамической точности. Технический результат достигается за счет самонастраивающегося электропривода, который содержит последовательно соединенные сумматоры, корректирующее устройство, усилитель, электродвигатель с редуктором, на выходном валу которого установлен датчик положения, квадраторы, блоки деления и блоки умножения, интеграторы, синусный функциональный преобразователь, задатчик амплитуды, блоки извлечения квадратного корня, источники постоянного сигнала, датчик тока электродвигателя, выпрямители, датчик скорости, элемент выборки-хранения, релейный элемент. 2 ил.
Наверх