Самонастраивающаяся по входному сигналу система управления
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 439788
Союз Советских
Социалистических
Реслу6вик (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20.04,72 (21) 1775911/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 15.08.74. Бюллетень .Ло 30
Дата опубликования описания 24.01.75 (51) М. 1(л. G 05b 13, 02
Государственный комитет
Совета 1йинистроа СССР
ll0 делам изееретений и открытий (53) УД1(621.3.078 (088,8) (72) Автор изобретения
А. Я. Лащев (71) Заявитель (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ ПО ВХОДНОМУ СИГНАЛУ
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
w,(р) =1
Изобретение относится к области самонастраивающихся по входному сигналу систем автоматического управления и может применяться в случаях, когда параметры входного сигнала изменяются в широком диапазоне.
Известны самонастраивающиеся по входному сигналу следящие системы (СНС по входному сигналу), содержащие .первый блок подстройки, последовательно соединенные первый сумматор и регулятор с изменяемым параметром, выход которого соединен через объект управления с одним из входов первого сумматора, выход которого соединен со входом формирующего фильтра, последовательно соединенные высокочастотный фильтр, первый квадратор, второй сумматор и второй блок подстройки, выход которого соединен с одним из входов регулятора, причем выход второго квадратора соединен с одним из входов второго сумматора, а блок подстройки соединен с высокочастотным фильтром.
Недостатком известных СНС по входному сигналу является то, что они имеют сложные контуры подстройки.
Предложенная СНС по входному сигналу отличается тем, что в ней выход формирующего фильтра через дополнительно установленный третий сумматор соединен со входами второго квадратора и высокочастотного фильтра, выход которого соединен с одним из входов третьего суматора.
Цель изобретения — упрощение реализации контура самонастройки СНС.
На чертеже представлена самонастраивающаяся по входномусигналу следящая система, 5 которая имеет самонастраивающийся по входному сигналу контур настройки,:позволяющий обеспечить основному контуру управления минимум суммарной среднеквадратичной ошибки. Система содержит первый сумматор 1, ре10 гулятор 2 с изменяемым параметром, объект управления 3, первый блок подстройки 4, построенный по принципу Берта, высокочастотный фильтр 5 с изменяемым параметром, квадраторы 6 и 7 (или модульные элементы), 15 второй блок подстройки 8, второй и третий сумматоры 9 и 10 соответственно и формирующий фильтр 11.
Полезный сигнал х и помеха и поступают на вход СНС. Сигнал ошибки в содержит ин20 <рормацию о полезном сигнале х и помехе и.
Фильтр 5 представляет собой высокочастотный фильтр с передаточной функцией W(p) =
= Тр. Передаточная функция замкнутого фильтра 5
25 д1 где Т -=-—
30 а = S спектральная плотность поме439788
А
= Ь вЂ” спектральная плотность пом2 лезного сигнала; а — частота сигнала; А, а— медленно изменяющиеся величины. Передаточная функция ошибки фильl р» 5 дауд<.г
 . =1 — W,=—
Tp 1 хи;
Если фильтр 5 подстраивать при помощи первого блока .подстройки 4, построенного по принципу Берта, то выходной сигнал фильтра
5 (при оптимальной структуре) будет представлять собой сигнал, пропорциональный высокочастотной составляющей ошибки, а ошнб ка фильтра 5 — низкочастотная.
Полученные сигналы возводят в квадрат (выпрямляют) и алгебраически суммируют на третьем сумматоре 1О, с выхода которого сигнал поступает во второй блок подстройки
8, который осуществляет подстройку параметра регулятора 2.
Такая структура системы обеспечивает минимум ошибки системы управления.
Однажды выбранные параметры высокочастотного фильтра 5 не позволяют обеспечить минимум ошибки при изменении отношения сигнал/помеха на входе системы управления, так как оптимальные, параметры высокочастотного фильтра 5 и в общем случае являются функциями параметров входного сигнала.
В общем случае структура оптимального фильтра 5 выбирается на основе идеи Винер»Колмогорова об оптимальном фпльтрс.
Передаточные функции оптимального высокочастотного фильтра 5 и ошибки можно выразить через спектральные плотности полезного сигнала и помехи соответственно:
I 3(Ð) (, =
I > (р)! =
Значит, изменяя параметры высокочастотного фильтра 5 при помощи первого блока подстройки 4, можно поддерживать параметры фильтра 5 близкими к оптимальным и повы5 пть точность работы системы управления.
Кроме того, использование одного фильтра
5 (выполненного, например, на усилителе постоянного тока с RC-цепями) позволяет упро10 стить известные самонастраивающиеся следящие системы.
Прeдмет изобpcтения
Самонастраивающаяся по входному сигналу система управления, содержащая первый сумматор, один из входов которого соединен со
20 входом первого блока подстройки, второй вход — с выходом объекта управления, выход первого сумматора соединен со входом формирующего фильтра и через регулятор с изменяемым параметром — со входом объек25 та управления, последовательно соединенны; высокочастотный фильтр, первый квадратор, второй сумматор и .второй блок подстройки, выход которого соединен с другим входом регулятора с изменяемым параметром, выход
30 второго квадратора соединен с другим входом второго сумматора, причем выход первого блока подстройки соединен с другим входом высокочастотного фильтра, о тл и ч и 10 щ а яс я тем, что, с целью упрощения реалпзацllll
35 контура самонастройки системы, выход формирующего фильтра через дополнительно введенный сумматор соединен со входами второго квадратора и высокочастотного фильтра, выход которого подключен к другому входу до40 полнительного сумматора.
