Адаптивная система управления нестационарным объектом
Союз Советскнк
Социалнстнческнк
Реслублнк
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii792216 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) За я влено 15. 12.78 (21) 2696020/ 18-24 (51 ) M. Кл. бт 05 В 13/02 с присоединением заявки ¹
Гооударстееииый комитет
СССР (23) Приоритет до делам иэобретеиий и открытий (53) УДК62-50 (088.8) Опубликовано 30. 12.80, Бюллетень ¹ 48
Дата опубликования описания 30.12.80 (72) Автор изобретения
Ю. H. Йопгин (71) Заявитель (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА
УПРАВЛЕНИЯ HECTAUHOHAPHbIN ОБЪЕКТОМ
Предложение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов.
Известны системы управления jl).
Недостаток этих систем состоит в том, 5 что бесконечно большой коэффициент усиления физически не реализуем в линейных системах, а следовательно, инвариантность систем обеспечивается с некото10 рой погрешностью, тем большей, чем меньше коэффициент усиления системы.
Кроме того, в этом случае обеспечеHHB свойства параметрической инвариант15 ности, как правило, встает в противоречие с обеспечением устойчивости движения системы, поскольку увеличение коэффициента передачи системы связано с уменьшением запасов устойчивости. Степень инвариантности таких систем низка, а практическое их применение ограничено системами, которые могут работать в ав- токолебательном скользящем режиме, Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемой цели является система, содержащая измерительное устройство, блок ттдентификацни, бпок вычисления сигнапа адаптивного управления: > органы управления (2). Эта система на основании измеренных сигналов, пропорционапьньк KOординатам движения объекта управления и управляющих воздействий, а также на основании сигналов,. попученных в результате решения задачи идентификации, формирует управпякаций сигнал по алгоритму адаптивного управления.
К недостаткам прототипа относятся неудовпетворитепьное качество переходного процесса, весьма ограниченная возможность его практического применения, поскольку здесь не учитываются реально существующие внешние аддитивные возмущения, помехи, а также нестациоцарность объекта управления. Указанные же факторы приводят к тому, что идентификация объекта управления производится с управления, обеспечивающий системе лишь выпопнение условий устойчивости. Перекпючение с адаптивного управления на обычное позволяет обновить информацию
5S в блоке 8 памяти о значениях управпяющего сигнапа, которая может быть искажена накопившейся погрешностью идентификации, и уточнить на ее основе эначе3 79221 .погрешностью, часто исключающей достижение требуемой параметрической инвариантности. Недостатком,lIpoToTHBB является и то обстоятельство, что укаэанная система не обеспечивает необходимого свойства грубости по отношению к случайным изменениям параметров объекта управления, и, следовательно, может оказаться при определенных условиях неустойчивой й. 1б
Бель изобретения - увеличение устой-. чивости и .повышение качества переходного процесса при параметрических возмущениях.
Это достигается тем, что в адаптивную систему, содержащую блок измерения управляющего воздействия и последовательно соединенные блок вычисления сигнала адаптивного управления, органы управпения, объект управления, измеритель выход- 30 ного сигнала, блок идентификации и анализатор погрешности идентификации, а вход объекта управления соединен с входом блока измерения управпякицего воздействия, допопнительно введены блок памяти, корректирукхцее звено и последовательно соединенные коммутатор и блок формирования сигнала пинейного унравпення, выход которого связан с выходом блока вычисления сигнала адаптивного управления, ЗО второй выход коммутатора соединен со входом блока вычисления сигнала адаптив ного управпения и через корректирующее звено со вторым входом органов управления, первый и второй входы блока памяти 35 соединены с выходами соответственно из,мерителя выходного сигнала и блока измерения управляющего воздействия, первый выход блока памяти соединен со вторым входом анализатора погрешности иден- 40 тификации, а вторые выходы - со вторыми входами блока идентификации, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход коммутатора соединен с выходом анализатора погрешности идентификации.
Функциональная схема системы дискретного адаптивного управления изображена на чертеже, Она содержит объект 1 управления,,из- 5й меритель 2 выходного сигнала, блок 3 идентификации, коммутатор 4, анализатор
5 погрешности идентификации, блок 6 вычисления сигнала адаптивного управпения, блок 7 формирования сигнала линейного управления, блок 8 памяти, органы 9 уп. равления, блок 1О измерения управляющего воздействия, корректирующее звено 11.
6 ф
Система работает следующим образом.
Сигнал, пропорциональный координате движения объекта 1 управления, измеренный измерителем 2 выходного сигнала, подается на первый вход блока 3 идентификации. На другие входы этого блока поступает информация о предыдуших значейиях измеряемой величины и сигнала управления. На основе атой информации в блоке 3 идентификации производится вычисление неизмеряемых коэффициентов управления объекта управления путем реше. ния системы линейных алгебраических уравнений, где в качестве аргументов испопьэуют измеренные в настоящий и предыдущие моменты времени значения входного и выходного сигнала.
Результаты вычислений из блока 3 идентификации подаются в анализатор 5 погрешности идентификации, где сравниваются по модулю с некоторыми заданными номинальными значениями идентифицируемых величин, хранящимися в бпоке 8 памяти. Если разность значений модуля иден тифицируемой величины и модуля соответ ствующего заданного значения не превышает требуемой погрешности идентификации . то анапизатор 5 погрешности идентификации подает сигнал на коммутатор
4, обеспечивающий передачу информации с выхойа блока 3 идентификации на блок 6 вычисления сигнала адаптивного управления, который совместно с блоком 11, решая нелинейный раэностный алгоритм управления, вырабатывает сигнал, обеспечивающий в системе требуемое свойство параметрической идентификации.
В случае, если задача идентификации решается с погрешностью, превьппающей заданную, то в анализаторе 5 погрешнос ти идентификаций рассчитанное с недопустимой погрешностью значение параметра объекта 1 управления аннулируется и заменяется его номинальным значением, взятыи иэ блока 8 памяти. Коммутатор
4 переключает выдачу информации и подает ее не на вход блока 6 вычисления сигнала адаптивного управления, а, на блок 7 выдачи сигнала линейного управления где реализуется обычный линейный алгоритм
7922
5 нна идентифицируемых параметров. В этом случае адаптивное управление на короткое время отключается, за счет алгоритма линейного управления отрабатываются и компенсируются возмущения, вызванные накопившимися ошибками идентификации, и затем вновь вкпючается адаптивное управление при новых начальных условиях.
Переключение с адаптивного управления ап на обычное линейное происходит,.как правило, на тех участках движения объекта управления, где наиболее существенно проявляется его нестационарность и, следовательно, усложняются усповия работы регу- ó пятора. Реализация более простого линейного апгоритма управления в этих условиях облегчает работу регулятора. Таким образом, блок 7 здесь, помимо указанных функций, выполняет роль резервного регулятора, включающегося в наиболее ответственные моменты времени, когда в силу наложенных на систему ограничений по точности идентификации адаптивное управление является недостаточно эффективным.
Положительный эффект от использования изобретения в системах автоматического управления подвижными нестационарными объектами состоит в том, что за счет повышения точности идентификации коэффициентов уравнения объекта управления обеспечивается бопее полно свойство инвариантности переходного процесса в замкнутой системе к параметрическим возмущениям при обязательном обеспечении свойства грубости.
Формула изобретения
Адаптивная система управления нестационарным объектом, содержащая блок измерения управляющего воздействия и по16 6 следовательно соединенные блок вычисления сигнала адаптивного управления, органы управления, объект управления, измеритель выходного сигнала, блок идентификации н анализатор погрешности идентификации, а вход объекта управления соединен со входом блока измерения управляющего воздействия, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью увепичения устойчивости и повышения качества переходного процесса при параметрических возмущениях системы, она содержит бпок памяти, корректирующее звено и последовательно соединенные коммутатор и блок формирования сигнала линейного управления, BblxoR которого соединен, с выходом блока вычиспения сигнала адаптивного управления, второй выход коммутатора соединен со входом блока вычисления сигнала адаптивного управления и через корректирующее звено — со вторым входом органов управпения, первый и второй вхо« ды блока памяти соединены с выходами соответственно измерителя выходного сигнала и блока измерения управляющего воздействия, первый выход блока памяти соединен со вторым входом анализатора погрешности идентификации, а вторые выходы.— со вторыми входами блока идентификации, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход комму татора соединен с выходом анализатора погрешности идентификации.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Петров Б. H. и др. Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления„М., Маши» .построение", 1972, с. 103-119.
2. Крутько П. Д. Вариационные методы синтеза систем с цифровыми регупяторами. М., "Сов.радио, 1967, с. 399,402 (прототип } .
792216
Составитель А. Лашев
Редактор И. Грузова Техред Д.Пекарь Корректор И. Муска
Заказ 9432/47 Тираж 956 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S
Филиал ППП Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4
