Система индентификации параметров объекта

 

о и -c".":: .""À: "H""и - е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Республик

<„,703779 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04,77 (21) 2475660/18-24 (51)М. Кл.

QO5 В 13/02 с присоединением заявки И евву,ииретееииьй кемитет

СССР

N декам изобретений и еткрмтий (23) Приоритет

Опубликовано 15.12,79. Бюллетень М 46 (53) УДК 62-50 (088.8) Дата опубликования описания 17.12.79 (72) Автор изобретения

И. Н. Войтенков

Институт электродинамики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ

ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть применено для целей анализа и синтеза сложных динамических объектов, диагностики и

J принятия решений, регулирования и управления обьектами с неполной информацией и процессе их нормального функционирования, например, в авиации, космонавтике, физике, химии, машиностроении.

Известны системы (устройства) идентификации параметров, используемые в

10 технической кибернетике для параметрической идентификации обьектов управления, осушествляюшие неявные (итеративные) способы идентификации, которые

15 основаны на пошаговой подстройке под идентифицируемый обьект его динамической модели(1). Такие системы индентификации имеют малое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система идентификации параметров обьекта, содержашая блок реализации алгоритмов идентификации и последовательно сое2 диненные блок управления, модель объекта, модель блока датчиков состояния обьекта и блок сравнения, выходы которого соединены со вторыми входами модели обьекта и первыми входами блока реализации алгоритмов идентификации, выходы блока управления соединены со входами объекта, выходы которого соединены через блок датчиков состояния обьекта со вторыми входами блока сравнения, входы модели обьекта через блок реализации алгоритмов идентификации соединены с третьими входами модели объекта, выходы которой соединены со вторыми входами блока реализации алгоритмов идентификации (2) .

Эта система идентификации параметров является недостаточно быстродействуюшей.

Целью изобретения является повышение быстродействия системы идентификации параметров.

Это достигается тем, что предлагаемая система идентификации содержит

703779 з блок задания начальных условий, блок дифференцирования и последовательно

1 соединенные блок вычисления критерия идентификации, пороговыми, блок, коммутатор и вычислитель параметров объекта, входы которого соединены соответствен— но с выходами блока. управления, модели объекта и блока дифференцирования, входы которого соединены с выходами объекта, а выход блока задания начальных условий соединен со вторыми входами коммутатора, третьи входы которого соединены с выходами блока реализации алгоритмов идентификации.

На чертеже представлена структура предлагаемой системы идентификации параметров объекта.

Система содержит блок управления 1, объект 2 идентификации, блок 3 датчиков состояния объекта 2, блок 4 дифферен- го цирования, вычислитель параметров объекта 5» блок 6 реализации алгоритма идентификации, подстрапваемую модель 7 объекта, модель блока датчиков состояния 8, коммутатор 9, пороговый блок 10, 25 блок 11 вычисления критерия .идентификации, блок сравнения 12 и блок 13 задания начальных условий.

Система идентификации параметров работает следующим образом, 50

На первом шаге .(итерации) идентификации коммутатор 9 подключает выходы блока задания начальных условий 13 к

Ьходам вычислителя параметров объекта 5 идентификации и вводятся начальные З5 значения Л „, А, ...., Л и парамет(о) (о) (о) ров объекта идентификации. Вычислитель параметров объекта 5 идентификации параметров объекта, описываемого системой обыкновенных нелинейных дифферен- 4О циальных уравнений вида функционала

F (< I )= J III 1 о где 1 — номер шага (итерации) иденти5 фикации, () Г -интервал времени идентификации, — вектор — функция правых (1)

lA частей системы аз ЫС = К(1) („0) О Л(1) +)

IQ М м Ма 1 ма обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений, аналогичной системе (Х) и реализуемой моделью 7 объекта.

С учетом необходимого услови . мини15. d /(3t=f(w,О,A,,Û, (/) где -вектор-функция правых частей системы (Х), - вектор, представляющий переменные состояния объекта 2, U - вектор, представляющий входной вектор управления объекта 2, поступающий с выхода блока 1

50 управле ния, 3„- искомый вектор параметров, - время, может быть реализован, например, на основе условия минимума квадратичного по ошибке д(1 =Д / g(1)(>(Л(1) +) (/)

М и м

Ql,a4 kО ФЯ)лЮ=А("1=FO,. (й (Й где Х вЂ” искомое значение вектора параметров, а также (2) и (3) получаем, при условии положительной определенности гессиана д F(дАр3 Х Д"„ систему уравнений, явно определяющую искомый вектор параметров

ГМ „" /a „" а /аьа = 7а "/а а„ 11 „ а Д

Р

О

При применении способов численного интегрирования квадратурными формулами, например формулы Симпсона, система (5) принимает вид

Б 9% /о Л -(й3 /d4-Ó () ) -=-О

М / М1 С М

Ч Z K ЗХ.. ЭЛ (д3 Jdt-f

à,I, I„-I „1 (6) МС С

° °

v .г. г. ау" /ак " Ia g<- " :0

9=-о р1 " teel Ч м%

М =Т/ЗК при g О,К, М=2Т/ЗК при

g =2,4, ..., К вЂ” 2, ))=.4Т/ЗК при

8=13, ..., К-1, К-2hh= l, 2, э3 ° ° ° ю где 6 - порядок системы управления (1), К - число подинтервалов численного интегрирования, П1- размерность вектора g параметров, Учитывая, что на каждом 1 -м шаге идентификы ии система (6) может быть представлена в виде системы линейных алгебраических уравнений вида

А(1)) (1),(1) Г7)

Я где А - квадратн ая матрица козффициентов, а(1)

- вектор правых частей, 5 7 037 вычислитель 5 параметров объекта реа лизуют, например, на основе блока вычйсления компонент А 17И ф ) и аналоговой (анвлого-цифровой) модели системы линейных алгебраических уравнений,: построенных известными в вычислитель- ной технике способами. В результате решения с помощью вычислителя параметров объекта 5 системы уравнений (7) онреяеняютоя ореоеерятеяьные ооен- <о ки ° A ан - A мппараметров нв (1 (4) 0) первом шаге ййдентификации, которые поступают на входы блока g .реализации алгоритма идентификации. Затем осуществляется окончательное оценивание - 15 уточнение значений параметров в блоке 6 реализации алгоритма идентификации в соответствии с характеризующей неявные способы идентификации формулой итеративного изменения параметров, например, в ида

l где % 1 <" ".1 определенная, в зависимости от конкретного применяемого неявного способа идентификации, функция значения вектора И " параметров, йорлученного нв предыдущем шаге, . и соответствующего критери, q (t-11 тификации, . определяемо- го, например, по фор-. муле

Х II j р, li Й ° (9) 40 о

Полученные в результате окончательные на шаге идентификации оценки АЯ, А 1

О) ....., Л,„о поступают нв первые входы коммутатора 9 и на входы подстройки модели 7 объекта. Значения переменных 45 состояния объекта 2 и его модели 7, измеренные с помощью блока 3 датчиков состояния и.модели 8 датчиков состояния, поступают на первые и вторые входы блока сравнейия 12, вычисляющего величины их рассогласования, которые поступают с выходов блока сравнения 12 на входы блока 11. В блоке вычисления критерия индентификации 11 вычисляется величина критерия J идентификации.

Эта величина поступает на вход порогового блока 10, где она сравнивается с заданной величиной, характеризующей

79

6 .оптимальное значение критерия, при котором рассогласование выходных перел енных объекта 2 и его модели 7 минимально, Если на текущем первом шаге идентификации соответствующие з пачения критерия ) отлично от оптимального, то управляющий сигнал с выхода порогового блока 10 переключает коммутатор 9, подключая к входам вычислителя параметров обьекта 5 выходы блока

6 реализации алгоритма идентификации„

Следовательно, на следующем, в данном случае втором, шаге (инерции) идентификации в качестве исходных используются оценки значений параметров, полученные на предыдущем шаге, и повторяется реализация описанных выше операций.

А налогнчные шаги (итерации) повторяются до достижения критерием J оптимального значения.

Предлагаемая система идентификации параметров обеспечивает, по сравнению с известными системами идентификации, следующие преимущества: значительное повышение быстродействия системы идентификации, расширение функциональных возможностей системы идентификации, в частности, обеспечение возможности решения задачи параметрической идентификации сложных нелинейных объектов в реальном, либо ускоренном масштабе времени их нормального функционированияя, снижение сложности технических средств реализации элементов системы идентификации H повышение, в результате, ее надежности.

Формула изобретения

Система идентификации параметров обьекта, содержащая блок реализации алгоритмов идентификации и последовательно соединенные блок управления, модель объекта, модель блока датчиков состояния обьекта и блок сравнения, выходы которого соединены со вторыми входами модели обьекта и первыми входами блока реализации алгоритмов идентификации, выходы блока управления соединены со входами обьектв, выходы которого соединены через блок датчиков состояния обьектв со вторыми входами блока сравнения, входМ модели обьекта через блок реализации алгоритмов идептификвции соединены с третьими входл70 ми модели обьекта, выХоды которой сое " Кйнены со вторыми входами блока реа лизации алгоритмов идентифиКации; о" тл и ч а ю щ а я с я тем," что,- с-цбЖю увеличения быстродействия системы, она содержит блок задания начальных условий, блок дифференцированйя и последовательно соединенные блок вычисления критерия идентификации, пороговый блок, " -"коммутатор и вычислитель параметров обьекта, входы.которого соединенй соот ветственно с выходами блока управления, модели обьекта и блока дифференцирования, входы которого соединены с

3779

8 выходами обьекта, а выход блока задания начальных условий соединен со вторыми входами коммутатора, третьи в6йоды которого соединены с выходами блока реализации алгоритмов идентифика- ции, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1о . 1. Авторское свидетельство СССР

М 378802, кл. G05 В 2,3/02„1973.

2. Авторское свидетельство СССР

% 429415, кл. 605 В 17/02, 1974 (прототип).

Составитель А; Лащев

Редактор Н. Каменская Техред Н. Бабурка Корректор Н. Стец

Заказ 7810/40 Тираж 1015 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филйал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4