Устройство для идентификации параметров объекта

 

Союз Советских

Социалистическими

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>898388 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290430 (21) 2920802/18-24 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.82. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 15.01.82

f$)f+ Ктт 3

G 05 В 23/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (33) УДК 62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

A,Í.Òêà÷åíêo, H.Ì.Áðîâèíñêàÿ и Ю.П.Кон (71) Заявитель

Николаевский ордена Трудового Красного кораблестроительный институт им. адм, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ

ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к автоматике и может найти применение при проектировании современных систем автоматического управления объектами с переменными параметрами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для идентификации параметров объекта, содержащее последовательно соединенные первый блок умножения и первый интегратор, последовательно соединенные первые элементы задержки, последовательно соединенные вторые элементы задержки, выходы первых и вторых элементов задержки соединены

c ïåðâûìè выходами соответствующих вторых блоков умножения, а через соответствующие третьи блоки умножения — с соответствующим входом первого сумматора, выход которого через первый блок сравнения соединен со вторыми входами вторых блоков умножения, выход каждого из интеграторов соединен со вторым входом соответствующих третьих блоков умножения, вто.рой вход блока сравнения соединен со входом первого из последовательно соединенных вторых элементов задержки (1) .

Недостатки этого устройства — низкая точность определения параметров объекта, так как в процессе измерений определяются смещенные оценки параметров исследуемого или управляемого объекта. Кроме того, устройство невозможно использовать для определения параметров объекта, если его параметры изменяются во времени, а также в тех случаях, когда внешние воздействия имеют нестационарный харак" тер.

Цель изобретения - повышение точ,но<Жи определения параметров объекта, расширение функциональных возможностей и области применения.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит вторые сумматоры и последовательно соединенные второй блок сравнения, блок определения абсолютной величины, четвертый блок умножения, второй интегратор и третий сумматор, выход каждого из которых соединен со входом соответствующего первого блока умножения, вход каждого второго блока сравнения соединен с выходом соответствующего второго блока умножения,.выход и вход вторых интеграторов соединены соответственно с первым и вторым входами

898388

cooTветствующего третьего сумматора, выход каждого второго блока сравнения соединен со вторым входом соответствующего четвертого блока умножения, а второй вход — C выходом соответствующего второго интегратора, вход каждого первого интегратора соединен со вторым входом соответствующего второго сумматора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные первые элементы 1 задержки, последовательно соединенные вторые элементы 2 задержки, первые блоки 3 умножения, первые интеграторы 4, вторые блоки 5 умножения !5 третьи блоки б умножения, первый сумматор 7, первый блок 8 сравнения, вторые сумматоры 9, вторые блоки 10 сравнения, блоки 11 определения абсолютной величины, четвертые блоки 12 20 умножения, вторые интеграторы 13 и третьи сумматоры 14.

Оценки параметров идентифицируемого объекта определяются в соответствии с алгоритмами, представляющими собой нелинейные рекуррентные процедуры оценивания, которые в случае квадратичной функции потерь имеют следующий вид.

c(nj=c(и-1) гL)(x(и)-с (и-1)z(n)) (и), где с (n), с (n-1) — векторы несмещенных оценок парамет-, ров объекта (коэффицие нт ов урав Не 35 ний динамики нестационарного объекта) в текущий и и-1 моменты времени, соответственно; 40

2(п) — вектор ситуаций; х(п) — выходная координата идентифицируемого объекта или сигнал, измеряемый 45 на выходе объекта

à — коэффициент пропорл циональности j

М ). ) — оценка математического ожидания 50 сигнала (x (n) с (n -11 2 (n) ) 2 (и) р которая определяется по алгоритму

М (Х(и)-С (и-1)7(и))7-(и) =М (к(и-1)-ст(И-2)2(и 55

-1))2 (и-1) д (и)((К(и) С (и-1) Т(И)) 2(И)-@(К(И") С (и- 12Т.з -1))7.(n-1))I)(Xin)-Z (n 1)l), где у. (п) - коэффициент пропорциональ|- g0 ности.

z(n) (x (n-1),к(и-2 ) к (и-(,) ч (и-1 ), и (и-1), и (n-р)), с(и)= (с1, и) с(,(и ),. сЯи),Ь„Си),Ъ2Си Э, ";Ьр(и))б5 где u(n-1) - входная координата идентифицируемого объекта или сигнал,поступающий на вход объекта в и-1 момент времени;

q.(n) b.(n) — коэффициенты УРавнений

3 динамики объекта при координатах состояния

x(n-i) и управления

u(n-j), соответственно;

Р,р — порядок полинома коэффициентов а н b, соответственно.

Устройство работает следующим образом.

С помощью первой группы 1 элементов задержки в устройстве формируется составляющая вектора ситуаций (u(n-1), u(n-2),..., u(n-p)), а с помощью второй группы 2 элементов задержки — составляющая (х(п-l), x(n-2),..., x(n-P)). Таким образом, на выходах первой 1 и второй 2 групп элементов задержки формируется вектор ситуаций z(n) .

В дальнейшем, поскольку принцип работы всех каналов для .определения параметров объекта одинаков, рассмотрим работу k-го канала, позволяющего определять несмещенную оценку параметра г

Р а,(и)=а,(и-1)тЬ (х(и)-;Е a (n-1) к(и-1)-, /

-.(Ь (n-1) и ГИ-1))К(И-Х)).

М1

Сигнал x(n-k) поступает с выхода

k-ro элемента задержки 2 на первый вход второго блока 5 умножения и на первый вход третьего блока б умножения, на второй вход которого поступает с выхода первого интегратора 4 сигнал ак(п-l), а результирующий сигнал с выхода третьего 6 блока умножения ак(п-1) x(n-k) поступает из входов первого сумматора 7, на остальные входы которого подаются соответственные сигналы а„.(п-l) x(n-3.) и (п-1) u(n-3) с ВЫХОДОВ третьих блоков умножения всех каналов определения параметров объекта. На выходе первого сумматора 7 вырабатывается е сигнал .Е 4„.(>-1)к (и-1)+7, Ь.(и-1) и) .H-j)

1=1

u(n-j), который вычитается первым блоком, 8 сравнения из сигнала x(n), поступающего с выхода идентифицируемого объекта на первый вход первого блока 8 сравнения. Сигнал

Р P

К (И ) - 5 а„. (и-1 ) х (и -1 )-; Ь - (n 1) и C n j )

\=1 1=1 с вйхода блока 8 сравнения поступает на второй вход второго блока 5 умножения, где он умножается (в k-м канале) на сигнал x(n-k), а результирующий сигнал поступает на первый вход

898388

Формула изобретения

Устройство для идентификации параметров объекта, содержащее последовательно соединенные первый блок умножения и первый интегратор, последовательно соединенные первые элементы задержки, последовательно соединенные

20 вторые элементы задержки, выходы . первых и вторых элементов задержки соединены с первыми входами соответствующих вторых блоков умножения, а через соответствующие третьи блоки

)5 умножения — с соответствующим входом первого сумматора, выход которого через первый блок сравнения соединен со вторыми входами вторых блоков умножения,выход каждого из интеграторов соединен с вторым входом соответствующих третьих блоков умножения, второй вход блока сравнения соединен со входом первого иэ последовательно соединенных вторых элементов задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит вторые сумматоры и последовательно соединенные второй блок сравнения, блок определения абсолютной величины, четвертый блок умножения, второй интегратор и третий сумматор, выход каждого иэ которых соединен со входом соответствующего первого блока умножения, вход каждого второго блока сравнения соединен с выходом соответствующего второго блока умножения, выход и вхЬд вторых интеграторов соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующего третьего сумматора, выход каждого второго блока сравнения соединен со вторым входом соответствующего четвертого блока умножения, а второй вход — с выходом соответствующего второго интегратора, вход каждого первого интегратора соединен со вторым входом соответствующего второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 326552,кл. G 05 В 17/0?, 1974 (прототип).

40 (и-1-))» (и-1-х М, которь1й одновременно подается и на второй вход второго блока 10 сравнения. На выходе второго су матора 14 вырабатывается сигнал, представляющийсобой текущую 45 оценку математического ожидания . л е

9((x(n) — Е а;(и-1)»(и-1)1=1

Р 50

T, g (n-1) и (и-) 1«(и-<))

1л который умножается первым блоком 3 умножения на коэффициент Г и поступает на вход первого интегратора 4.

На выходе интегратора 4 образуется сигнал (n-1), который вторым сумматором 9 складывается с выходным сигналом первого блока 3 умножения. . Выходной сигнал второго сумматора 9 k-ro канала представляет собой 60 сигнал, соответствующий несмещенной оценке параметра Эк(п) . второго блока 10 сравнения, где иэ неро вычитается сигнал л е Р р ф)((и-1) -." a;(n-1) « (n " 1),Т, 10 Си-2) и (и+1)" (1=Л 1"поступающий с выхода второго интегратора 13. Результирующий сигнал с выхода второго блою ка 10 сравнения (Х1и)-.ka;(и-1) Х(И-1))=л 9 лО. (и-Я и (и-1-) l) х (n 1-к) поступает на второй вход четвертого блока

12 умножения с масштабным коэффициентом, равным g(n), и на вход блока 11 вычисления абсолютной величины. Выходной сигнал )(х(п)— е р (х(и) )."0„(n-1)х(и-1)-.2 b.(n-1)è tn-j))х(и-х

1-1 " 1 л 1 л Е

-N(j(x(n-1)-,У а„(и-2)хtn-1-i)- у,b (и-2)и

1=1

1=л (n 1-))) «(n Л-К)Ц блока 11 вычисления абсолютной величины умножается четвертым блоком 12 Умножения на сигнал е (Xtnq -.La„(n-1 )»(и-11-.$ Ъ (и-1) и

1 1 1 ) л е (n-))»(n-х l-)()(((х (и-1) -.Ба„(и-2 )х(и-1-1)— . „Ь1 (и-2) и (и- j- q g X (n 1-К ) 1 результирующий сигнал с выхода четвер того блока 12 умножения поступает на вход второго интегратора 13 и на второй вход третьего сумматора 14, на первый вход которого с выхода второго интегратора,13 поступает сигнал л е Р

)(А (х(и-1)- Е а;(и-2 )» (и- 1-1 )-7 1э- (и-2)и

1=1 1= ) Аналогичным способом на выходах вторых сумматоров 9 всех каналов образуются сигналы, соответствующие значениям остальных параметров идентификации объекта.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства состоит в повышении точности измерений, расширении технических воэможностей и области применения за счет получения несмещаемых идентифицируюмых параметров.

898388 гисгпРиРУюЩемц УстРоб сл.Ц

ВНИИПИ Заказ 11947/63 Тираж 907 Подписное

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