Система автоматической идентификации
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОЛ ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (1930270 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 12.78 (2l ) 2691749/18-24 (5I)M. Кл.
505 В 23/02 с присоединением заявки М твеударстеенный кемнтет
СССР (23) Приоритет но аенем нзебретеннй н еткрытнй
Опубликовано 23.05.82. Бюллетень йе 19
Дата опубликования описания 25.05.82 (53) УДК 62 50 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. К. Обабков и Ю. Н. Целуевский
Донецкий ордена Трудового Красного Знамефи политехнический институт (71 ) За я интел ь (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ
Изобретение относится к самонастраивающимся системам и может быть применено для поисковой идентификации параметров обучаемой модели.
Известно устройство идентификации обучаемой модели, основанное на исполь% зовании вспомогательных операторов, которое содержит объект идентификации и настраиваемую модель, выходы которых подключены к элементу сравнения, а
I0 также ряд перестраиваемых фильтров по числу настраиваемых параметров, реализующих вспомогательные операторы. На входы фильтров подается входной сигнал объекта и модели, а выходы совместно !
5 с выходом элемента сравнения подключены к множительному устройству. Выходы последних через астатические фильтры подключены к параметрическим вхо,дам модели и вспомогательных операто ров 11)
Такая система громоздка в реализации в связи с тем, что каждый настраиваемый параметр требует отдельного канала обработки информации, содержащего, в частности, перестраиваемый фильтр. Кроме того, для организации системы со вспомогательными операторами требуется измерение не только реакций модели и объекта на входной сигнал, но и самого входного сигнала, что не всегда легко осуществить.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система идентификации с поисковой модуляцией параметров, содержащая генератор поисковых сигналов, источник пробного сигнала, выход которого подключен к входу объекта идентификации и к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к входу первой цепочки последовательно соединенных интеграторов, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствукнцего множительного устройства первой группы и к первому входу соответствукнцего множительного устройства второй группы, выI холы множительных устройств первой
3 93027 и второй групп соединены соответственно с входами второго и третьего сумматоров, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого сумматора, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом объекта идентифика. ции, а выход через амплитудный детектор подключен к первым входам блоков формирования параметрических управлений первой и второй групп, выход каждого IO блока формирования параметрических управлений второй группы через соответствующий сумматор поисковых сигналов соединен с вторым BxoQoM соответствующего множительного устройства второй IS группы, второй вход соответствующего сумматора поисковых сигналов соединен с вторым входом соответствующего блока формирования параметрического управления второй группы, вторые входы 20 соответствующих блоков формирования параметрических управлений соединены с соответствующими выходами генерате1 а; юисковых сигналов (2 1 .
Недостатки известной системы заклю- 2S чаются в ограниченности диапазона поисковых частот и уменьшений точности идентификации при повышении частот поисковых сигналов из-ва.неквазиста- ционарных эффектов процесса настройки що параметров модели объекта, обусловленных искажениями поисковых параметрических сигналов при прохождении через модель объекта.
Х Р +Х5Р+Х4
4»(p,X)=R(p,X)a(p,X)= Ь 4
p + p +,p+, Ъ где Х, " ХЬ настраиваемые коэ фици ентьц — оператор дифференцирования;
a (P, Х ) — оператор числителя передаточной функции;
Q (P, Х ) — оператор знаменателя передаточной функции
Система автоматической идентифика-. ции содержит объект 1 идентификации, модель 2 объекта идентификации, сравнивающее устройство 3, амплитудный детектор 4, генератор 5 поисковых сигналов, генератор 6 поисковых сигналов,,блоки формирования параметрических управлений первой группы 7 g — 7 и второй группы 7А — 7Ь, экстремальный регулятор 8, первый сумматор 9, первую цепочку интеграторов 10-12, второй сумматор 13, множительные устройства первой группы 14-16, второй группы 1719, третьей группы 20-22 и четвертой группы 23-25, вторая цепочка интеграторов 26-28, третий 29, четвертый 30 пятый 31 и шестой 32 сумматоры, сумматоры 33-35 поисковых сигналов.
На чертеже также приведены следуюN щие обозначения:
8(e) — пробный сигнал;
9,9",8"- выходной сигнал и первая и вторая производные выходного сигнала первой цепочки ипте55 граторов;
М„,Х,. g- настраиваемые параметры1 р,...,р — выхснные снгнены генеретсре поисковых сигналов;
11ель изобретения — повышечие точности идентификации и расширение области применения за счет расширения диапазона поисковых частот.
Поставпенная цель достигается тем, что в устройство введены четвертый, пятый и шестой сумматоры, вторая цепочка последовательно соединенных интеграторов, аналогичная первой цепочке интеграторов, а также третья и четвертая группы множительных устройств, причем первый вход четвертого сумматора соединен с выходом третьего сумматора, а выход — с входом второй цепочки интеграторов, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего множительного устройства третьей группы и с первым входом соответствующего множительного устройства четвертой группы, выходы множительных устройств третьей и четвертой групп соединены соогвегсгвенно c axoliaMH пятого и шестого сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами четвертого сумматора, вторые входы соответствующих множительных устройств первой и четвертой групп соединены соответствуюшими выходами блоков формирования параметрических управлений первой группы, вторые входы соответствующих множительных устройств третьей группы соединены с вторыми входами соответствующих блоков формирования параметрического управления первой группы, второй вход элемента сравнения соединен с выходом шестого сумматора.
На чертеже представлена блок-схема системы автоматической идентификации для случая, когда объект идентификации описывается оператороь. с передаточной функцией
930270 сумматора, выход которого подключен к входу первой цепочки последовательно соединенных интеграторов, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствукяпего множительного усч ройства первой группы и к первому входу соответствующего множительного уст4»» ройства второй группы, выходы множительных устройств первой и второй групп соединены соответственно с входами второго и третьего сумматоров, выход . второго сумматора соединен с вторым
45 входом первого сумматора, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом объекта идентификации, а выход через амплитудный детектор подключен к первым входам блоков формирования параметрических управлений первой и второй групп, выход каждого блока формирования параметрических управлений второй группы через соответствующий сумматор поисковых сигналов соединен
SS с вторым входом соответствующего множительного устройства второй группы, второй вход соответствуюшего сумматора поисковых сигналов соединен с вторым входом соответствуюшего блока
f g (t) — BblxogHoA сигнал модели
f (4) — сигнал ошибки;
fg(t) — выходной сигнал объекта идентификации; Ф (Ц вЂ” выходной сигнал второй цепочтЬ ки интеграторов.
Структурной схеме модели 2, приведенной на чертеже, соответствует следующая нестационарная система дифференциельнь»х уравнений, записанных в опера»о торной форме (»Х)Е ()=e®, (»)
a(e)=R(p,х« Гх)6 (ч, и)
»»(Р Х+д Х)ф (Ь) ЯЧ ()
g Система работает следующим обрезом. Пробный сигнал 6(Ц, подвергаясь воздействию оператора 6Г (P,X)=(P «Х Р Х ъР«Я » реализуемого первой цепочкой интеграторов 10-12, первым сумматором 9, а т также множигельными устройствами первой группы 14-16. и вторым сумматором 13, формирует сигнал 9 (t) . При этом Ф 25 числитель u(P,R) передаточной функции О Ф (Р, X) реелизуется путем суммирования с иомошью,третьего сумматора 29 производных В (Ц и 9 (e) сигнала О (Ц и самого сигнала 9+() с коэффициентами, определяемыми сигналами, поданными на .вторые входы устройств 14-19 первой и второй групп. Эти производные вместе с сигналом 8"(Ц снимаются с выходов интеграторов 10-1 2 первой цепочки, реализующей оператор О (Р»Х). Посредством сумматоров поисковых сигналов 33-35 и множительных устройств 20-22 третьей группы параметрам Х.»...Х передаточной функции Ф (P< X) сооб цаются поисковые колебания б Х. (Ц. «d" Х (Ь) .. В результате выходной Ъо сигнал модели e(), являющийся выходным сигналом шестого сумматора, оказывается промодулированным выходными сигналами генератора поисковых сигналов. На выходе элемента 3 сравнения о формируется сигнал ошибки 5,®=) (f. -» д(t), где (Ц вЂ” выходной сигнал объекта идентификации. Сигнал ошибки в амплитудном детекторе 4 преобразуется в Q (4). Блохи формирования параметрических управлений представляют собой последовательное соединение синхронного детектора, выходной сигнал которого равен P(t)с» и» Q (<), и астатического фильтра. Данную систему идентификации целе сообразно использовать для самонастройки обучаемой модели в тех случаях, когда в связи со значительным количеством настраиваемых параметров, спожнсстью реализации вспомогательных операторов, трудностью (или невозможностью) измерения пробного сигнала самонастраиваюшейся системы, исполь зующиеся вспомогательные операторы оказываются неэффективными, а известные типы поисковых систем не обеспечивают требуемых динамических характеристик, точности или помехоустойчивости. В данной системе обеспечивается выбор поисковых частот из значительно более широкого, чем в известном устройстве, диапазона, что позволяет за счет их повышения добиться улучшения быстродействия без одновременного снижения точности, а также отстраиваться от помех, выбирая поисковые сигналы, лежащие вне спектра последних. Формула изобретения Система автоматической идентификации, содержашая генератор поисковых сигналов, источник пробного сигнала, выход которого подключен к входу объекта идентификации и к первому входу первого 93027 f0! 25 формирования параметрического управления ðîN группы, вторые входы соответствуккцих блоков формирования параметрических управлений соединены с соответствуккцими выходами генератора поисковых сигналов, о т л и ч а ю —. щ а я с я тем, что, с цепью повышения точности идентификации и расширения области применения, в нее введены чу вертый, пятый и шестой сумматоры, вторая цепочка последовательно соединенных интеграторов, а также третья и четвертая группы множитепьных устройств, причем первый вход четвертого сумматора соединен с выходом третьего сумматора, а выход - с входом второй цепочки последовательно соединенных интеграторов, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего множительного устройства третьей группы и с первым входом соответствующего множительного устройства четвертой группы, выходы множительных устройств третьей и четвертой групп соединены соответственно с входами пятого и шестого сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами четверто о сумматора, вторые входы соответствующих множительных о в устройств первой и четвертой групп соединены с соответствующими выходами блоков формирования параметрических управлений первой группы, вторые входы соответствуютцих мно жи тельных устройств третьей группы соединены с вторыми входами соответствующих блоков формирования параметрического управления первой группы, второй вход элемента сравнения соединен с выходом шестого сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Казаков И. E. Евланов А. Г. К теории самонастраивающихся систем с поиском градиента методом вспомогательного оператора. — Труды ll Международного конгресса ИФАК. "Дискретные и самонастраивающиеся системы". "Наука, 1963, с. 252-262. 2. Красовский А. А. Динамика непрерывных систем автоматического регулирования с экстремальной самонастройкой корректирующих устройств. — Труды 1 Международного конгресса ИФАК по автоматическому управлению. "Теория дискретных оптимальных и самонастраиваюшихся систем", "Наука", 1961, с. 963973 (прототип).
