Система оптимального управления колебательными объектами произвольного порядка

(71) Киевский орденический институткой Октябрьской со и И.В Лени ниць политехия Велиеской рево-г нием первого б ая группа вых а к второй гр ока управления, пер дов которых подключ сло ко входов,оответст упп ых равно поррогнозируюшиого,правления, т ующихтри, вто-блоков2)-го еи минетий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ люции(56) 1. Авторское свидетелпо заявке 9 2721506/18"24,кл. С 05 В 13/02, 1979.2, Лернер А.Я Розенман Б.А. Оптимальное управление. М., "Энергия",1970, с, 310-313 (прототип),(54)(57) 1.СИСТЕМА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫМИ ОББЕКТАИИ ПРОИЗВОЛЬНОГО ПОРЯДКА, содержащая первую, вторую 1-ю (и)-ю прогнозирующие модели, выходы которых соединены спервой группой входов, число которых равно порядку соответствующих прогнозирующих моделей, первого, второго,о, , (и)-го блоков управления, первые и вторые выходы которыхподключены к первым и вторым входамсоответствующих прогнозирующих моделей, третьи выходы блоков управленияподключены к первым входам последующих коммутирующих устройств первойгруппы, за исключением (и)-го блока управления, и первым управляющимвходам соответствующих коммутирующихустройств первой группы, за исключе 801092467 блока управления подключен к (и)-мувходу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входомтриггера, выход которого подключен квходу объекта управления, первый,второй. . ., -й, , (и)-й выходы которого подключены к (и+2)-му,(и+1)-му, , (+2)-му четвертому входам (и)-й прогнозирующей модели, а и-й выход объекта управлениясоединен с вторым входом блока сравнения, первыйвход которого соединенс внешним источником задающего воздействия, выход блока сравнения сое-динен с и-м входом (и)-й прогнозирующей модели, с первым входом Ж(и)-го блока управления и со входомблока начальных уставок, выход которого соединен с установочным входом С:триггера, с вторым входом (п)-гоблока управления, с вторым управляю- дщим входом (и)-го коммутирующего устройства первой группы и с первыми входами второго, , д-го,(и)-го элементов ИЛИ, выходы которых подключены к вторым входам соот-ветствующих блоков управления и вторымуправляющим входам соответствукщих коммутирующих устройств первой группы,кроме второго элемента ИЛИ, первыевходы блоков управления , кроме(п)-го, подключены к третьим входамсоответствующих прогнозирующих моделей, четвертые выходы второго 3 р1-го, , (п)-го блоков управления подключены ко вторым, третьим,входам всех предыдущих элеменя овИИ, о т л и ч а ю щ а л с я том,что,с целью сокращения аппаратурных затрат, в систему дополнительно вв;лейсяфункциональный пр во бр аз Ов атал ь, 1 - 217 10924 рующих устройства (каждое из которых содержит 22 прогнозирующих моделей и блоков управления) более низко го порядка, так как в прототипе используется п- прогнозирующее устрой 67 8 ство,а в предлагаемой системе - по су"ществу толька одно прогнозирующееустройство и-го порядка, включающееипрогнозирующих устройства болеенизкого порядка.10924 б 7 Кузинва Кор Составительл юелемеш Техред С,Мигу Редактор ор А,Зимокосов ак 4 5 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,54/31 Тираж 842 ИИПИ Государственного ком по делам изобретений и 035, Москва, Ж, Раушскключей, икоммутирующих устройстввторой группы, икоммутирующих устройств третьей группы, выходы которыхсоединены с третьими, четвертымивходами прогнозирующих моделей,нечетные входы подключены к первому,второму, , 1-му, , (и)-мувыходам объекта управления, четныевходы, за исключением четных входов(и)-го коммутирующего устройства, -к выходам последующих коммутирующихустройств второй группы, нечетныевходы которых соединены с четвертыми,пятыми входами соответствующихпрогнозирующих моделей, четные входы коммутирующих устройств второйгруппы соединены с выходами соответствующих прогнозирующих моделей,заисключением последних выходов, первые управляющие входы коммутирующихустройств второй группы соединены стретьими выходами соответствующихблоков управления и первыми входамиключей, вторые управляющие входы -с вторыми входами соответствующихблоков управления, управляющие входыкоммутирующих устройств третьейгруппы соединены со вторыми входамисоответствующих ключей и выходамипоследующих ключей, за исключением(и)-го коммутирующего устройства, управляющий вход которого соединен с третьим выходом (и)-го блокауправления и вторым входом (и) - гоключа, четные входы которого соединены с выходами (и)-й прогнозирующей модели, выходы ключей соединены со вторыми, , а-ми.(и - 2) - ми входами первого элементаИЛИ, первый вход которого соединен свыходом (и)-го ключа, первый входкоторого соединен с выходом первогоключа, второй вход - с выходом Функционального преобразователя, выходыкоторого соединены с первым и вторымвыходами объекта управления, первыйвход первого ключа соединен с третьим входом первого блока управления,вторая группа выходов коммутирующихустройств первой группы, за исключением (и)-го коммутирующего устройства, подключена ко вторым, третьим входам последующих коммутирующих устройств первой группы,2. Система по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что -й блок управления -й прогнозирующей модели содержит первый, второй, , (1-1)-й нуль-органы, соединенные входами с первой группой входов -го блока управления, кроме последнего входа этой группы, а выходами - с входами элемента И, выход которого соединен с первым входом злемента сравнения, второй вход которого соединен с последним входом первой группы входов 1 - го блока управления, а выход элемента сравнения является третьим выходом 1-го блока управления и соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и единичным входом первого триггера, выход первого элемента ИЛИ является четвертым выходом 1.-го блока управления, второй вход соединен с выходом элемента И и первым входом второго элемента И:Я, второй вход которого связан с вторым входом 1-го блока управления, выход которо го соединен с первым входом блока начальных уставок, входом элемента задержки, первым входом третьего элемента ИЛИ и нулевым входом первого триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого связан с входом блока сброса, выход которого является первым выходом 1.-го блока управления, второй вход блока начальных уставок является первым входом -го блокауправления, а выход соединен с установочным входом второго триггера, выход которого является вторым выходом 1-го блока управления а вход связан с. выходом четвертого эле - мента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки,второй (-2)-й входы соединены с входами второй группы входов -го блока управления, (-1)-й вход соединен с выходом ключа, первый вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, первый ивторой входы которого соединены спервым и вторым входами перцои группы входов-го блока управления, второй вход ключа соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ.Изобретение относится к системамавтоматического управления, предназначено для оптимального по быстродействию управления линейными стационарными колебательными динамическими объектами и-го порядка, последнее звено которых является интегрирующим, и может быть использованодля управления летательными аппаратами, судами на воздушной подушке,электроприводами и химико-технологическими .процессами,Известна система оптимального управления объектами произвольногопорядка, содержащая прогнозирующееустройство, блок управления, блоксравнения, сумматор, блок начальныхуставок, триггер1 3Однако известная система характеризуется низкими точностью и быстродействием для объектов управлениявыше четвертого порядка.Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является система оптимального управления объектами произвольного (и-го) порядка,содержащая блок управления, блок начальных уставок, триггер, коммутирующее устройство и ипрогнозирующее устройство, к,".ждое из которыхсодержит 2 " прогнозирующих моделей, блоков управления (- максимальный порядок прогнозирующегоустройства) и 21 (х 4) коммутирующих устройств 12 1.Недостатком указанной системы является высокая аппаратурная сложность вследствие многократного дублирования моделей низких порядковпри использовании их в прогнозирующих моделях высоких порядков.Цель изобретения - сокращениеаппаратурных затрат,Поставленная цель достигаетсятем, что в систему, содержащую первую, вторую-ю, , (и)-юпрогнозирующие модели, выходы которых соединены с первой группойвходов, число которых равно порядкусоответствующих прогнозирующих моделей, первого, второгох-го,,(и)"го блоков. управления,первые и вторые выходы которых подключены к первым и вторым входам соответствующих прогнозирующих моделей, состоящих из последовательносоединенных колебательного звена и.динамических звеньев первогопорядка, последнее из которых - ин 55 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 тегрирующее, третьи выходы блоков управления подключены к первым входампоследующих коммутирующих устройствпервой группы, за исключением (и)го блока управления, и первым управляющим входам соответствующих коммутирующих устройств первой группы,за исключением первого блока управления, первая группа выходов которыхподключена к второй группе входов,число которых равно порядку соответствующих прогнозирующих моделей минус три, второго х-го,(и) - го блоков управления, третийвыход (и)-го блока управления подключен к (и)-му входу первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера,выход которого подключен к входу объекта управления, первый, второй,1-й (и)-й выходы которогоподключены к (и+2)-му, (и+1)-му э(и)-й прогнозирующей модели, а и-йвыход объекта управления соединен свторым входом блока сравнения, первыйвход которого соединен с внешнимисточником задающего воздействия, выход блока сравнения соединен с и-мвходом (и)-й прогнозирующей модели,с.первым входом (и)-го блока уп -равления и со входом, блока начальных уставок, выход которого соединенс установочным входом триггера, свторым входом (и)-го блока управления, с вторым управляющим входом(и)-го коммутирующего устройствапервой группы и с первыми входамивторого, , 3.-го (и)-гоэлементов ИЛИ, выходы которых иподключены к вторым входам соответствующих блоков управления и вторымуправляющим входам соответствующихкоммутирующих устройств первой группы, кроме второго элемента ИЛИ, первые входы блоков управления, кроме(и)-го, подключены к третьим входамсоответствующих прогнозирующих моделей, четвертые выходы второго в д-го, , (и)-го блоков управления подключены ко вторым, третьимвходам всех предыдущих элементовИЛИ, дополнительно введены функциональный преобразователь, иключей,икоммутирующих устройств второйгруппы, икоммутирующих устройств третьей группы, выходы которых соединены с третьими, четвертымичй 40 1четные входы подключены к первому, второму д-му(и)-му выходам объекта управления, четные входы за исключением четнйх входов (и)-га коммутирующего устройства, - к выходам последующих коммутирующих устройств второй группы, нечетные входы которых соединены с четвертыми, пятыми, входами соответствую щих прогнозирующих моделей, четные входы коммутирующих устройств второй группы соединены с выходами соответствующих прогнозирующих моделей, за исключением последних выходов, первые управляющие входы коммутирующих устройств второй группы соединены с третьими выходами соответствующих блоков управления и первыми входами ключей, вторые управляющие входы - с вта 1,ыми входами соответствующих блоков управления управляющие входы коммутирующих устройств третьей группы соединены с вторыми входами соответствующих ключей и выходами последующих ключей за исключением (и)-го коммутирующего устройства, управляющий вход которого соединен с третьим выходом (и)-го блока управления и вторым входом (и)-го ключа, четные входы которого соединены с выходами (и)- црогнозирующей модели, выходы ключей соединены с вторым, , -м, (и)-м входами первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом (и)-го ключа, первый вход которого соединен с выходом первого ключа, второй вход - с выходам функциональнага преобразователя, выходы которого соединены с первым и вторым выходами объекта управления, первый вход первого ключа соединен с третьим выходам первого бпак управления, вторая группа выходов коммутирующих устройств первой группы, за исключением (и)-го коммутирующего устройства, подключена ко в.арым, третьим входам последующих коммутирующих устройств первой группы.При этом .-й блок управления 1-й прогнозирующей модели содержит первый, второй(1.-1)-й куль-органы, соединенные входами с первой группой входов -го блока Фравления,кроме последнего входа этой группы, а выходами - с входами элемента И, выход которого соединен с. первым входам эце;4 ецтя сравнения, н Горой вход которого соединен с последним входомпервой гругпы ьхадав 1.-га блокауправления, а выход элемента сравнения является третьим выходом 1.-гоблока управления и соединен с первым входом первого элемента ИЛ 1 иединичным входом первого триг 1 ервыход первого элемента ИЛИ являетсячетвертым выходом 1.-га блока управления, второй вход соединен с выходомэлемента И и первым входом второгоэлемента ИЛИ, второй вход которогосвязан с вторым входом -га блокауправления, выход которого соединенс первым входом блока цачальнь 1 х уставок, входом элемента задержки, первымвходом третьего элемента ИЛИ и нулевым входом первого триггера, выходкоторого соединен с вторым входамтретьего элемента И 1 П 1, выход которога связан с ьхадом блока сброса,выход которого является первым выходам з.-га блока управления, второйвход блока начальных уставок является первым входам 1.-го блока управления, а выход соединен с установочнымвходом второго триггера, выход которого является вторым выходом 1.-габлока управления, а вход связан с выходом четвертого элемецта ИЗБ, первь.йвход которого соединен с выходомэлемента задержки второй(-2)-й входы соединены с входа -ми второй группы входов т-го блокауправления, (.-1)-й вход соединен свыходом ключа, первый вход которогосоединен с выходам функционапьногапреобразователя, гервый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами первой группы входов1.-га блока управления, второй входключа связан са вторым входом четвертога элемецта ИЛИ,Функциональный преобразователь содержит первый, второй (2-1) - йнелинейные элементы, саединеннысмежду собой последовательна черезвторой, третий, , 2-й масштабныеэлементы, причем выходы всех нелинейных элементов соединены с вторым,третьим 2-м входами сумматора,выход которого является выходом ункцианальнага преобразователя а первый вход сумматора через первый масштабный элемент соединен с входамивторого масштабнага элемента, являкщегося входам Функционального преобразователя, а вторые входы нелинейных элементов соединены с выходам-хЭ х х 2 х 5 5 где А, А, АА, - постоянные коэффициенты,Система оптимального управленияколебательными объектами произвольного порядка содержит первую ,вторую 2 1.-ю 3(п-З)-ю 4,(и)-ю 5 прогнозирующие модели,выходы которых соединены с первой 25группой входов, число которых равнопорядку соответствующих прогнозирующих моделей, первого 6, второго 71.-го 8, ,(и)-го 9, (и)-го 10блоков управления, первые и вторые выходы которых подключены к перзыми вторым входам соответствующих прогнозирующих моделей 1,2 34,5, третьи выходы блоков управления 6,7 89,10 подключены35к первым входам последующих коммутирующих устройств первой группы 111213,14 за исключением(и)-го блока управления 10,и первым управляющим входам соответствую 40щих коммутирующих устройств первойгруппы 111213,14,за исключением первого блока управления 6,первая группа выходов которых подключена к второй группе входов, число45которых равно порядку соответствующих прогнозирующих моделей минустри, второго 7.д-го 8(п)-го 9, (и)-го 10 блоков управления, третий выход (и)-го блока управления О подключен к (и)му входу первого элемента ИЛИ 15, выход которого соединен со счетнымвходом триггера 16, выход которогоподключен ко входу объекта управления 17, первый, второй -й.(и)-й выходы которого подключенык (и+2)-му, (п+1) - му. (1+2)-му,четвертому входам (и)-й прог 10924 источника опорных напряжений,1.-е коммутирующее устройство первой,второй и третьей группы состоит из 1 ключей.На фиг.1 приведена блок-схема5 предлагаемой системы; на фиг,2 - то же, 1-го блока управления, 1-й прогнозирующей модели и -х коммутирующих устройств; на фиг,З - то же, функционального преобразователя; на 1фиг.4 - временные диаграммы системы 4-го порядка вида 67 бноэирующей модели, а и-ый выход объекта управления 17 соединен с вторым входом блока сравнения 18,первый вход которого соединен с внеш 1 ним источником задающего воздействия, выход блока сравнения 18 соединен с и-м входом (и)-прогноэирующей моде" ли, первым входом (и)-го блока управления 1 О и входом блока начальных уставок 9, выход которого соединен с установочным входом триггера 1 б,вторым входом (и)-го блока управления 1 О, вторым управляющим входом (и)- го коммутирующего устройства первой группы 14 и первыми входами второго 20, третьего 21 1-го 22 (и)-го 23 элементов ИЛИ, выходы которых подключены к вторым входам соответствуюийх блоков управленя 6, 789 и вторым управляющим входам соответствующих коммутирующих устройств первой группы 11 .,1213,14,кроме второго элемента ИЛИ 20, первые входы блоков управления 6,7, ,8. 9,10, кроме (п)-го, подключены к третьим входам соответствующих прогнозирующих моделей 2, ,34,5, четвертые выходы второго 7. . . 1-го 8 (и)-го 9, (и)-го 1 О блоков управления подключены ко вторым, ,23, выходы первого 24,второго 25. , (1.-2)-го 26 (и) -го 2 коммутируницих устройств третьей группы соединены с третьими, четвертыми, входами прогнозирующих моделей, нечетные входы подключены к первому, второму,1 -му (и)-му выходам объекта управления 17, четные входы,за исключением (и)-го коммутирующего устройства 27, - к выходам последующих коммутирующих устройств второй группы 28, ,29. 30,нечетные выходы которых соединены с четверты" ми. пятыми ,входами соответствующих прогнозирующих моделей 23.,,4, четные входы коммутирующих устройств второй группы 2829 30 соединены с выходами соответствующих прогнозирующих моделей 23 ,4,5 . за исключением последних выходов, первые управляющие входы коммутирующих устройств второй группы 28. 2930,3 соединены с третьими выходами соответствующих блоков управления 789,10 и первыми входами ключей 3233, 34, вторые управляющие входы - с вторыми входами соответствующих бло1092467 ков управления 7, 8, 9 10 управляющие входы коммутирующих устройств .третьей группы 24,2526 ,27 соединены. с вторыми входами соответствующих ключей 34,3132 ,33 и выходами последующих ключей 31 32. ,33, за исключением 1(п)-го коммутирующего устройства 27, управляющий вход которого непосредственно соединен с третьим входом (и)-го блока управления 10 и вторым входом (п)-го ключа 33, а четные входы которого непосредственно соединены с выходами (п)-й прогнозирующей модели 5, выходы ключей 15 34,313233 соединены с вто-. рым.-м(п)-м входами первого элемента ИЛИ 15, первый вход которого соединен с выходом (и)-го ключа 35, первый вход ко.орого соеди О нен с выходом первого ключа 34 второй вход -с выходом функционального преобразователя 36, входы которого соединены с первым и вторым выходами объекта управления 17, первый вход 25 первого ключа 34 соединен с третьим выходом первого блока управления 6, вторая группа выходов коммутирующих устройств первой группы 11. ,12 3,14 за исключением (и)-го комму тирующего устройства 14, подключена к вторым, третьим входам последующих коммутирующих устройств первой группы. Причем 1-й блок управления 8-й прогнозирующей модели содержит ,первый 37, второй 38 1 с-й 39,(-2)-й .40, (-1)-й 41 нуль-органы, соединенные входами с первой группой входов .-го блока управления, кроме последнего входа этой группы, а выходами - с входами элемента И 42, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения 43, вто - рой вход которого соединен с последним входом первой группы 1-го блока управления 8,а выход элемента сравнения 43 является третьим выходом -го блока управления 8 и соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 44 и с единичным входом первого триггера 45, выход первого элемента ИЛИ 44 является четвертым выходом -го блока управления 8, второй вход соединен с выходом элемента И 42 и первым входом второго элемента ИЛИ 46, второй вход которого связан с вторым входом .-го блока управления 8 выход которого соединен с первым входом блока начальных уставок 47,входом элемента задержки 48, первымвходом третьего элемента ИЛИ 49 инулевым входом .первого триггера 45,выход которого соединен с вторымвходом третьего элемента ИЛИ 49, выход которого связан с входом блокасброса 50, выход которого являетсяпервым выходом 1-го блока управления 8, второй вход блока начальныхуставок 47 является первым входом-го блока управления 8, а выход соединен с установочным входом второго триггера 51, выход которого является вторым выходом . - го блока управления 8, а выход связан с выходомчетвертого элемента ИЛИ 52, первыйвход которого соединен с выходом элемента задержки 48, второй(д)-йвходы соединены с входами второй группы входов -го блока управления 8,(1-1)-й вход соединен с выходом ключа 53, первый вход которого соединен с выходом функционального преобразователя 54, первый и второй входыкоторого соединены с первым и вторымвходами первой группы входов ь-гоблока управления 8 второй вход ключа53 соединен с (.-2)-м входом четвертого элемента ИЛИ 52, а 1 - е коммутирующее устройство третьей группы 26 содержит первый 55, второй 56,1 с-й 57 (х)-й 58, (х)-й 59,1.-й 60 ключи, -я прогнозирующая модель 3 содержит колебательное звено61 и -2 последовательно соединенныхдинамических звеньев первого порядка6263, (.-1)-е коммутирующееустройство второй группы 29 содержитпервый 64, второй 65 1 с-й 66(1-2)-й 67, (з.-1)-й 68 ключи, (1-1)-екоммутирующее устройство первой группы 12 содержит первый 69 1 с-й 70.(1-3)-й 71 ключи, функциональныйпреобразователь 37 содержит первый72, второй 73 (Р)-й 74 нели-нейные элементы, соединенные между собой последовательно через второй 75,третий 76 Р-й 77 масштабныеэлементы, причем выходы всех нелинейных элементов 72,73. 74 с.оединены с вторым, третьим Р-м входамисумматора 78, выход которого являетсявыходом функционального преобразователя 37, а первый вход сумматора 78через первый масштабный элемент 79 соединен с входом второго масштабного.элемента 75, являющегося входом функционального преобразователя 37,а вторые входы нелинейных элементов 72,109246 О 973 соединены с выходом источника опорных напряжений 80.Оптимальной задачей по быстродействию системы управления объектами произвольного порядка является 5 формирование последовательности оптимальных управлений вида +Б евах)а +) оах или 1 мах)пщх )уэ где Б,яах- максимальное значение управляющих воздействий как функции фазовых координат объекта управления. При этом система реализует нелинейный закон управления, для реализации которого могут быть использованы модели, многократно и в "быстром" времени реализующие уравнение движения объекта.Предлагаемая система обеспечивает оптимальное по быстродействию управление с (и)-м переключением управле 20 ния, когда козффициейт затухания колебательного звена больше 0,215 и при начальных условиях х,(0) = х х 2(О) == х (О) = О. 25 Весь период работы предлагаемойсистемы условно разобьем на три этапа.Первый этап начинается после пода- З 0чи задающего воздействия на блок сравнения 18 и заканчивается первым переключением управления на объекте 17.На этом этапе (и)-я прогнозирующаямодель 5 находится в режиме периодического решения, а остальные прогно 35зирующие модели находятся или в режиме периодического решения, нли в ре;жиме задания начальных условий.Второй этап начинается с момента40отключения (перевода в режим начальных условий) (и)-й прогнозирукгщей модели 5 и заканчивается (и)-м(предпоследним) переключением управления на объекте 17. На этом этапе45сигналы на второе, третье .,(и)-епереключения на объекте 17 поступают на триггер 16 через элементИЛИ 15, ключи 33. 3134 с блоков управления 987,6, после чего соответствующие прогнозирую 50щие модели 432,1 отключаются,Третий этап начинается с моментаотключения первой прогнозирующеймодели 1 и кончается попаданиемобъекта 17 в заданное конечное состояние, На этом этапе функциональныйпреобразователь 36 дает последнее,(и)-е переключение управпения на объекте 7.Предлагаемая система работает следующим. образом.На первом этапе изменение значений задающего воздействия 9 в виде напряжения, поступающего на вход блока сравнения 18, приводит к появлению на его выходе отклонения регулируемой переменной дХ.По знаку йХ блок, начальных уставок 9 (выпол" ненный на базе компаратора 521 СА 1,2 или 3) выдает кратковременный сигнал, который производит установку триггера 16, тем самым производится выбор значения управления на начальном участке движения объекта управления 7. По этому же сигналу, поступающему на вторые входы блоков управления 6,78, ,9,10 и вторые управляющие входы коммутирующих устройств первой и второй группы 11 1 2, , 1 3, 14 и 28, 29, , 30 через элементы ИЗЖ 20,2122,23 (а на блок управления 1 О и коммутирующее устройство 14 непосредственно), блоки управления переводят все прогнозирующие модели, работающие в различьъх ускоренных масштабах времени, в режим периодического решения, подключают выходы коммутирующих устройств второй группы к выходам соот.- ветствующих прогнозирующих моделей и входы коммутирующих устройств первой группы ко входам соответствующих блоков управления. Кроме того, в начальном состоянии ключи 34, 31, , 32, , 33 закрыты и выходы коммутирующих устройств третьей группы 24,25 26, подключены к выходам последующих коммутирующих устройств второй гругпы 282930, (выходы коммутирующего устройства 27 подключены к выходам (и)-й модели 5),После подачи начального управления на объект 7 текущие координаты его Х, ХХ, поступают на входы (и)-й прогнозирующей модели .-го порядка 5, которая, подобно остальным моделям, вычисляет, какого значения достигнет координата Х, если, начиная с данного момента, система (п)-го порядка будет переведена в заданное равновесное состояние. В свою очередь, координаты всех моделей 5,43,2,кроме первой 1, поступают через коммутирующие устройства второй и третьей групп в предыдущие модели 43, ,2,1. Начальное управление намодели 5 выбирается аналогично управлению на объекте 17 путем подачисигнала с выхода блока сравнения 13на первый вход блока управления 10,а на остальных моделях - путем подачи сигналов с последних выходов сооТветствующих коммутирующих устройствтретьей группы на те же входы блоковуправления, Первая модель в ускоренном масштабе времени решает укорочен- Оную на ипорядка систему уравнений (третьего порядка) динамикиобьекта. После задания начального управления на вход модели 1 в виде т 0=,(и)-й моделей) спустя некотороевремяО;( 6; - время реакции т.-й модели на входное воздействие) сигналом с 20блока управления 6 осуществляется первое переключение модели .Момент второго переключения определяется функциональным преобразователем, входящим в блок управления 6, п 25еле чего координаты модели 1 Х(т),Х.(М)принимают нулевое значение. Тогдаблок управления 6 кратковременно переводит модель 1 в режим задания начальных условий, после чего восстанавли- З 0вается первоначальное управление намодели .1 и она переводится в режимпериодического решения и т. д, Это повторяется до тех пор,пока элемент сравне ния блока управления 6 не определит пе ремену знака координат ХзприХ (ф (4:= О, что свидетельствует о прохожденииотображающей точки модели 1 через начало координат в трехмерном пространстве. В результате, сигнал с блока управления 6 поступает через коммутирующее устройство первой группы11 на вход блока управления 7, который производит второе переключениеуправления на модели 2, решающей:истему уравнений четвертого порядка,Первое переключение в этой модели,как и в остальных, производится сраву же после поступления начальных ус.товий спустя некоторый отрезок времени. Одновременно блок управления6 переводит модельв режим задания начальных условий до тех пор, пока сигнал с последующей модели 2 непереведет ее в прежний режим,55Третье переключение управленияна второй модели 2 производится блоком управления 7 аналогично первоймодели 1 и, как только координаты Х ф,Х ,Х(Ямодели 2 примут нулевоезначение, блок управления 7 кратковременно переведет модель 2 в режим начальных условий, а сигналс четвертого выхода блока управления 7 через элемент ИЛИ 20 поступитна блок управления 6, переводя модельв режим периодического решения,Весь цикл работы первой и второймоделей повторяется до тех пор, пока элемент сравнения блока управления7 не определит перемену знака координаты К(У") при К )=Х( И,(= О, врезультате чего сигнал с третьеговыхода блока управления 7 поступаетчерез последутощее коммутируюшесустройство первой группы на вход последующего блока управления, которыйпроизводит второе переключение управления на третьей прогнозирующей модели пятого порядка, Одновременно сэтим блок управления 7 переводит модель 2 в режим задания начальных условий, модель 1 - в режим периодического решения подкпючает входкоммутирующего устройства 11 к входупоследующего коммутирующего устройства этой группы а выходы коммутиру 10- щего устройства ; ретьей группы 25 подключает ко входам коммутирующего устройства этой группы 24 посредствомкоммутирующего устройства второйгруппы 28, В результате координатытретьеи моделиХ(т), М ( ), Х( ) поступают как начальное условие в модель 1.Как только координаты модели 1 попадут в нуль, блок управления 6 выдастсигнал, который пройдет через коммутирующее устройство 11 и последующеекоммутирующее устройство этой группына вход блока управления третьеймоделью, определяя третье (предпослед -нее) переключение этой модели. Последнее переключение управления ею прои -зайдет по сигналу с соответствующегоблока управления, После попаданиячетырех координат третьей модели Х(з),(З(11),Л (М ),Хв нуль первая и втораямодели 1 и 2 переведутся в режим периодического решения, коммутирующиеустройства первой и второй группы 11и 28 переключатся в прежнее положение, и описанный цикл работы будетповторяться до тех пор, пока всепять координат третьей модели не по -падут в нуль и т.д.Рассмотрим работу т-й прогпозируощей модели (1.+2)-го порядка 3.,1 лявыбора начального управления на модели 3 сигнал с последнега выхода коммутирующего устройства третьей группы 26 подается на вход блока начальных уставок 47 (фиг.2), который уста навливает триггер 51 в состояние- з 18 п Х; (У 1).Первое переключение управления осуществляется переброской триггера 51 по сигналу, проходящему через четвертый элемент1 О ИЛИ 52 с элемента задержки 48, реализующего запаздывание на время О1 сигнала, поступающего через второй элемент ИЛИ 46 или с выхода элемента И 42 или с выхода элемента ИЛИ 22. 15 Второе, третье -е переключения управления осуществляются триггером 51 по сигналам, поступающим через элемент ИЛИ 52 и ключи 69 7071 коммутирующего устройства первой группы 12 с третьих выходов предшествующих блоков управления 7,6. Последнее переключение управления осуществляется сигналом с выхода Функционального преобразователя 54, 25 реализующего два палувитка спирали линии .переключения колебательного звена путем суммирования характеристик всех нелинейных элементов 72,73 74 и линейной Функции входного сигна- ЗО ла, получаемой с выхода мася.т;:.наго элемента 79 в сумматоре 78, Этот сигнал проходит через ключ 53, который открывается сигналом на предыдущее переключение и поступает через элемент ИЛИ 52 на тригУгер 51. Как только коор- динатыХ, О 1),Х, (11).,Х(УУ)модели 3 примут нулевое значение, нуль-органы 37,38, ,39. 40,41 сработают и на выходе элемента И 42 появится сигнал, 4 О который;ва-первых, поступает на первый вход элемента сравнения 43, на выходе которого сигнал отсутствует, так как старшая координата К(,уу)не изменила знак; во-вторых, пройдя че рез первый элемент ИЛИ 44, переведет все предьгдущие модели 1,2, в режим периодического решения и переключит соответствующие коммутирующие устройства первой и второй группы 11 и 28, в первоначальное положение; в-третьих, пройдя через второй элемент ИЛИ 46, поступает на блок начальных уставок 47, восстанавливая первоначальное значение управления на модели 3, на нулевой установочный вход первого триггера 45 и третий элемент ИЛИ 49, а затем на блок сброса 50 (реле, осуществляющее пе-. реключения гу схеме модели,в результате чего модель переходит из режима периодического решения в режим задания начальных условий путем размыкания входных цепей и зарядки конденсаторов цепи обратной связи до напряжений, соответствующих начальным условиям ), который на время присутствия на его входе сигнала переводит модель 3 в режим задания начальных условий, а затем возвращает ее в режим периодического решения; в-четвертых, пройдя через элемент ИЛИ 46, поступает на элемент задержки 48, производя .первое переключение на модели 3. После этого описанные циклы работы У -и модели 3 ,будут повторяться до тех пор, пока зсе координаты этой "оделггХ,.+,(гУ/,Х;,(1).Х.(фе примут нулсвые зУачегггя. Тогда, после срабатывания нуль-арганоь. 37,3839, ,40,41 сигнал с выхода элемента И 42 поступит на блок сравнения 43, который определит перемену знака коорIдинаты Х,; ). . Сигнал с блока сравО-нения 43 поступает; во-первых, через элемент ИЛИ 44 на все предшествующие блоки управления и коммутирующие устрайс.ва первой и второй групп, произвсдя описанные переключения; ва-втаръ.л на едгничньы узход. у риг г еа 4 3который воздейст.гует нэ блок сброса 50, переводящш: модель 3 в режим з;дания уачальгых условий; в-третьих, на первый управляющг 1 уг вход коммутирующего устройства 12. пацключая его вх- дьу к выходам послсдую 1 цега каммутиру 1 - щего устройства первой группы; в-четвертых, на послецующий блок упразле - ния через соответствующее коммутирующее устройство первой группы, осуществляя второе переключение на (У.+1)-й модели; в-пятых, на первый, управляющии вход коммутирующего устройства 29,подключая выходы его к выходам коммутируюшего устройства трет ейгруппьг 26, В резуугьтате чеГО каор,цгнаты (У.+1)-й мацеи Х;(УУ ,Х 1(1 1.,",(Упоступают как начальные условия в (х-)-ю модель. Модель 3 вновь переводится в режим периодического решения по сигналу, поступающему на второй вход блока упраьления 8 через элемент ИЛИ 22 с одной из последующих моделей , 4,5 и т,д,Работа (п) - й модели 4 аналогична работе 1 - й модели 3.Рассмотрим работу (и)-й модели 1.-га порядка 5. В течение первого