Редуцированное наблюдающее устройство

(я 15 6 05 В 23/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Кузовков Н,Т, Модальное управление инаблюдающие устройства, М,; Машиностроение, 1976, с. 70,Там же, с, 78. Изобретение относится к наблюдающим устройствам, восстанавливающим полный вектор состояния по измерениям части вектора состояния (наблюдающие устройства Луенбергера),Известно наблюдающее устройство, содержащее объект управления, блоки усилителей, сумматоры, блок интеграторов и блок усилителей отрицательной обратной связи.К недостаткам указанного устройства относятся сложность, которая обусловлена его избыточностью, а также малое быстродействие, Наиболее близким к предлагаемому является наблюдающее устройство, содержащее объект управления (набл юдения), интеграторы, усилители и сумматоры.Известное наблюдающее устройство характеризуется малой динамической точностью вследствие наличия интеграторов, а повышение быстродействия устройства путем увеличения коэффициентов усиления приводит к большой чувствительности к реально существующим помехам. Кроме того, оценка вектора состояния возможна только 5 Ы 1709222 А 1(54) РЕДУЦИРОВАННОЕ НАБЛЮДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к системам управления, а именно к наблюдающим устройствам. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия наблюдающего устройства - достигается тем, что оно дополнительно содержит усилитель и дифференциатор, 1 ил,Фпри времени оценивания, стремящемся кбесконечности.Цель изобретения - повышение точности устройства наблюдения.Поставленная цель достигается введением в устройство параллельно соединенных усилителя и дифференциатора, входамиподключенного к входу интегратора, а выходами - к выходу интегратора. СРСущность изобретения заключается в соследующем, ЬЭПусть динамика .объекта управленияпредставляет собой линейное дифференци-)альное уравнениеХ(т)=АХ(т)+ВО(т); )1) )У(1)=СХ(Т),где Х,О - (их 1) - векторы соответственносостояния и управления, ви;А,В.С - матрицы, соответственно, объекта, управления и выходного сигнала (матрица наблюдения), причем б 1 аА=(и и),бгиВ=(инги), б гиС=(г и),Пусть Т - матрица типа (и - г) и, преобразующая вектор Х в вектор Е, тогда имеетместо равенство. У С сВп Е=(п - г)х 1 (2) где Х(с) - оценка вектора Х (1);У(1) - вектор измеряемых составляющих вектора Х(с); Е - характеризует состояние наблюдателя.В (2) показано, что можно путем преобразований записатьУ Х" (3)ф., где са У"г;Ва Я=(п-г), а матрица С приводится к виду С-(1;О, 1 - единичная матрица.Подставляя матрицы А и В, обьекта и управления в,виде блочных матриц видаА = -.Д 11,.А.12 В = В (4) уравнение (1) с учетом (2) и (4) можно записать как У = А 11 У + А 12 И + В 10;Я = А 21 У+ Аггее+ В 20. (5)Определив путем дифференцирования измеряемого вектора У значение У.и найдя значение произведения А 12 из первого уравнения системы (5), можно использовать это произведение в качестве входного сигнала наблюдающего устройства Вl=(А 22-М 12)Ю+ ЦУ - А 11 У - В 10)+А 21 У+ В 20,(б)Охватим интегратор прямыми связями в виде усилителя и дифференциатора.Такое построение схемы наблюдающего устройство позволяет повысить быстродействие последнего, при этом пропорциональная составляющая повышает быстродействие, дифференциальная улучшает качество переходного процесса установления выходной величины Щ а интегральная повышает точность в установившемся состоянии.Нэ чертеже представлена схема наблюдающего устройства объекта второго порядгде а - элементы матрицНа чертеже приняты начения; 1 - объект набл кации), 2 - третий усил 30 35 40 5055 усилитель, 4 - четвертый усилитель, 5 - первый сумматор, 6 - второй усилитель, 7 - интегратор, 8 - пятый усилитель, 9 - дифференциатор. 10 - второй сумматор, 11 - нэбл юдател ь.Устройство работает следующим образом,Входной сигнал Щс) поступает на вход объекта 1 наблюдения и на вход наблюдателя 11, а именно на вход усилителя 2, Сигнал Х 1 с выхода обьекта 1 поступает на вход усилителя 3. Усиленные сигналы с выходов усилителей 2 и 3 суммируются в сумматоре 5, а затем их сумма интегрируется, дифференцируется и усиливается при помощи интегратора 7, усилителя 8 и дифференциатора 9, Нэ вход сумматора 10 поступают сигналы с выходов интегратора 7, усилителя 8, дифференциатора 9 и усилителя 4 (усиливает сигнал Х 1 с выхода обьекта 1), выходной сигнал су;лматора 10 через усилитель б поступает в виде отрицательной обратной связи на вход сумматора 5.Таким образом, введенные в устройство усилитель 8 и дифференциатор 9 позволяют повысить быстродействие наблюдающего устройства,Формула изобретения Редуцированное наблюдающее устройство, содержащее с первого по четвертый усилители, первый и второй сумматоры, интегратор, вход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход - к первому входу второго сумматора, выход которого является первым выходом устройства и подключен к входу второго усилителя, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй, третий и четвертый входы которого подключены к выходам соответственно третьего, первого и четвертого усилителей, причем вход третьего усилителя подключен к входу обьекта ирентификэции и является входом устройства, а входы первого и четвертого усилителей подключены к выходу объекта идентификации, который является вторым выходом устройства, отличающееся тем,что,с целью повышения точности и быстродействия устройства, дополнительно введены пятый усилитель и дифференциатор, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, к третьему входу которого подключен выход пятого усилителя, вход которого подключен к входам интегратора и дифферен- циатора1709272 Составитель А. ЛащевТехред М.Моргентал актор А, Огар орректор М. Дем иПроизводственнотельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин Заказ 424 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5