Беспоисковая самонастраивающаяся система

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (22) Заявлено 13. 04.73 (21)1907805/18-24 (И) М. КЛ.З (61) Дополнительное к авт. сеид-ву с присоединением заявки Мо—

G 05 В 13/02

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23D133. Бюллетень 8о 3 (53) УДК 82-50 (088. 8) Дата опубликования описания 230183 (54 1 БЕСПОИСКОВАЯ САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при пастроении самонастраивающихся систем.

Известны самонастраивающиеся системы, содержащие объект управления, фильтры сигнала, двухполупериодный выпрямитель, устройство переменного коэффициента и параметрическую обратную связь (1g.

Однако эти системы сложные, они обладают .низкой надежностью, вызванной применением сложных схем, а также низкой помехозащищенностью и быстродействием, которые определяются фильтрами, вызывающими изменение частоты автоколебаний, что воспринимается цепью самонастройки как изменение коэффициента объекта регулирования, а значит, ухудшает качество процесса самонастройки и снижает функциональные возможности систем.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система, содержащая датчик регулируемой величины, объект регулирования, эта лонную модель, устройство переменного коэффициента, выпрямительи фильтры, источники эталонных величин и регулятор (2 g.

" Однако известные системы также сложные, обладают низкой надежностью, требуют большого количества эталонных элементов, они неустойчиво работают при поступлении на вход сигнала, из-. меняющегося по линейному закону, с колебаниями небольшой амплитуды. Эти системы имеют низкую помзхозащищенность и быстродействие, определяемые полосой пропускания фильтров и требуют периодической регулировки параметров, что снижает их функциональные возможности °

Целью изобретения является. расширение функциональных возможностей и повышение надежности, помехозащищенности и быстродействия.

Вля достижения этой цели в системе, содержащей регулятор, подсоединенный параллельно объекту управления-, регулятор содержит модели положительного и отрицательного сенсоряых нейронов, первую и вторую модели положительных ассоциативных нейронов, первую и вторую модели отрицательных ассоциативных нейронов, модель эффекторного нейрона и источник задания постоянного порога нейронов, модель эффекторного нЕйрона и источник задания постоянного порога нейронов, 991372 отрицательная шина которого соедине-, на с тормозящими пороговыми входами первой и второй моделей положительных ассоциативных нейронов, а положительная шина - с тормозящими пороговыми входами первой и второй моделей 5 отрицательных ассоциативных нейронов, подключенных своими выходами соответственно к первому возбуждаемому и первому тормозящему входам модели эффекторного нейрона, выход ко- Я торой является входом беспоисковой саМонастраивающейся системы, а выход модели положительного сенсорного ней-, рона подключен к своему тормозящему входу и к первым возбуждающим вхо-, дам первой и второй моделей положи,.тельных ассоциативных нейронов,при-. чем выход первой модели положительного ассоциативного нейрона подключен к второму возбуждающему входу модели эффекторного нейрона и к второму возбуждающему входу второй модели положительного, второй модели отрицательного и первой модели отрицательного ассоциативных нейронов, а выход второй модели положительного ассоциативного нейрона подключен к второму тормозящему входу модели эффекторного нейрона, к второму возбуждающему входу первой модели положительного ассоциативного нейрона и к третьим возбуждающим входам первой и второй моделей отрицательных ассоциативных нейронов, выход первой модели отрицательного ассоциативного нейрона соединен с третьими возбуждающими вхо35 дами первой и второй моделей. положительных ассоциативных нейронов и к четвертому возбуждающему входу второй модели отрицательного ассоциативного нейрона, выход которой соединен с 40 четвертйми возбуждающими входами ассоциативных моделей нейронов, при этом выходы моделей ассоциативных нейронов подключены каждый к своему пятому тормозящему входу, а возбуждаю- 45 щие входы моделей положительного и отрицательного сенсорных нейронов и третий возбуждающий вход модели эффекторного нейрона и вход объекта управления объединены.

На чертеже изображена функциональная схема беспоисковой самонастраивающейся системы.

Беспоисковая самонастраивающаяся система содержит модели 1 и 2 coqpветственно положительного и отрицательного сенсорных нейронов, входы которых объединены, а выходы соответственно соединены с возбуждающими входами первой 3 и второй 4 моделей положительных ассоциативных нейронов, и входами первой 5 и второй 6 моделей отрицательных ассоциативных нейронов. Выходы названных моделей

3-6 ассоциативных нейронов подключены соответственно к возбуждающим и 65 тормозящим входам модели 7 эффектив ного нейрона, а пороговые входы — к источнику 8 задания постоянного порога нейронов 8. Выход модели 7 эффекторного нейрона через объект 9 управления. соединен с входами моделей сенсорных нейронов.

Система работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения в системе устанавливается режим опросовнх автоколебаний, амплитуда которых определяется эффективным порогом моделей 3-6 положительных и отрицательных ассоциативных нейронов, а частота — постоянным времени объекта. Передаточная функция такой структуры равна

К (P ) = КН „(1+ Р А Т„ .), где К нм — статический коэффициент усиления сети нейронных моделей;

Тнм — постоянная времени сети нейронных моделей> коэффициент адаптации.

Любая вариация амплитуды автоколебаний система, связанная с отработкой внешних возмущений или изменением параматров объекта регулирования, приводит к выработке моделями 3-6 ассоциативных нейронов корректирующих

Сигналов, поступающих в систему на объект 9 управления через модель 7 эффекторного нейрона. Корректирующие сигналы численно равны превышению над эффективным порогом сигналов, характеризующим скорости нарастания (модели 3 и 5 ассоциативных нейронов, выделяющие производные по переднему фронту) и спадания (модели 4 и 6 ассоциативных нейронов, выделяющие производные по заднему фронту) от сигналов, поступающих с моделей 1 и 2 сенсорных нейронов, осуществляющих селекцию по полярности.

Таким образом, модель нейроновой сети осуществляет. нелинейное скоростное демпфирование автоколебаний в замкнутой системе, приводящее к удержанию амплитуды автоколебаний на уровне, близком к величине Q, определяемой источниками 8 задания постоянного порога нейронов.

Обмен сигналами моделями 3-6 ассоциативных нейронов через цепи адаптации приводит к пропорциональному уменьшению эффективного порога, что способствует несущественному изменению амплитуды спросовых автоколебаний при значительных изменениях параметров объекта регулирования. Поскольку сеть нейронных моделей формирует управляющие сигналы, функционально зависящие только от скорости изменения сигнала в системе регулирования и управления, статический коэффициент названнбй сети является иеизмен991372 ным и, следовательно, режим спросовых автоколебаний, обеспечивая высокие динамические параметры системы, не влияет на ее точностные показатели.

Таким образом, предложенная беспоисковая самонастраивающаяся систе- 5 ма обеспечивает высокие .статические и динамические показатели, надежность, помехозащищенность, быстродействие и широкие функциональные возможности при управлении объектами, параметры 1О ,которых изменяются .на величину более двух порядков. с

Формула изобретения

Беспоисковая самонастраивающаяся система, содержащая регулятор, подсоединенный параллельно объекту управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, помехозащищенности и быстродействия системы, в ней регулятор содержит модели положительного и отрицательного сенсорных нейронов, первую 5 и вторую модели положительных ассоциативных .нейронов, первую и вторую модели отрицательных ассоциативных нейронов, модель эффекторного нейрона и источник задания постоянного порога нейронов, отрицательная шина которого соединена с тормозящими пороговыми входами первой и второй моделей положительных ассоциативных нейронов а положительная шина — с 35 тормозящими пороговыми входами первой и второй моделей отрицательных ассо1 циативных нейронов, подключенных своими выходами соответственно к первому возбуждаемому и первому тормозящему входам модели эффекторного нейрона, 4О выход которой является входом беспоисковой самонастраивающейся системы, а выход модели положительного сенсорного нейрона подключен к своему тормозящему входу и к первым возбуждающим входам первой и второй моделей положительных ассоциативных нейронов, причем выход первой модели положительного ассоциативного нейрона подключен к.второму возбуждающему входу модели эффекторного нейрона и к второму возбуждающему входу второй модели положительного, второй модели отрицательного и первой модели отрицательного ассоциативных нейронов, а выход второй модели положительного ассоциа-. тивного нейрона подключен .к второму тормозящему входу модели эффекторного нейрона, к второму возбуждающему входу первой модели положительного ассоциативногонейтрона и к третьим возбуждающим входам первой и второй моделей отрицательных ассоциативных нейронов, выход первой модели отрицательного ассоциативного нейрона соединен с третьими возбуждающими входа- . ми первой и второй моделей положительных ассоциативных нейронов и к четвертому возбуждающему входу второй моде-ли отрицательного ассоциативного нейрона, выход которой соединен с четвертыми возбуждающими входами ассоциативных моделей нейронов, при этом вы- ходы моделей ассоциативных нейронов подключены каждый к своему пятому тормозящему входу, а возбуждающие входы моделей псложительного и отрицательного сенсорных нейронов и третий возбуждающий вход модели эффекторного нейрона и вход объекта управ. ления объединены.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Самонастраивающиеся системы.

Под ред. Tt.È.Чинлева. Киев, "Наукова думка", 1969, с.380-382.

2. Козлов Ю.М. и Юсупов Р.M. Беспоисковые самонастраивающиеся системы. М.-Л., "Наука", 1969, с. 253-270

-(прототип).

991372

Составитель A.Ëàùåâ

Редактор Т.Кугрышева Техред И.Гайду Корректор Ю.Макаренко

Заказ 131/65 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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