Способ формирования корректирующего воздействия в нелинейных самонастраивающихся системах управления

О П И С А Н И Е 42674ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюв Севетсииа Сециапистиекииа Реенубиии(23) Приоритет -5 Ц М. Кл. 605 В 13/00 о арственный коюитетСССРделаю изобретенийи открытий(088. 8) убликовано 1501.79 Бюллетень М 2 ата опублик ия описания 1501.7 Авторзобретени зеев Заявител 54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕ ВОЗДЕИСТВИЯ В НЕЛИНЕИНЫХ САМОНАСТРАИВСИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ХСЯ Цель изобретения - повышхоустойчивости и повышениедействия,ние помыстроИзобретение относится к области автоматического управления, в частности; к классу самонастраивающихся систем.Известны способы Формирования 5 корректирующего воздействия в нелинейных самонастраивающиМся системах управления, основанные на выделении и дифференцировании выходного сигнала системы с целью получения производных от выходного сигнала повремени Я, 21, Однако эти способы формирования корректирующего воэдей" ствия при своей реализации в самонастраивающихся системах управления 1 о обладают такими существенными недостатками, как, например, большое запаздывание контура самонастройки, малая помехоустойчивость системы и невысокая точность управления.Наиболее близким решением данной технической задачи является способ формирования корректирующего воздействич, основанный на измерении выходного сигнала системы, Формировании сигналов, пропорциональных про" извадным от выходного сигнала по времени, формировании сигнала оценки состояния системы н суммировании выходного сигнала систевы, сигналов,пропорциональных производным от выходного сигнала по времени, и сигнала оценки состояния системы 31,При технической реализации этого способа производные от выходной координаты системы вычисляются по приближенным конечноразностным формулам, что приводит к появлению больших ошибок в управлении, запаздыва" ние контура самонастройки уменьшается незначительно, так как при этом сравнительно трудна вычислить с высокой точностью производные высших порядков, а самонастраивающаяся система в целом обладает низкой помехоустойчивостью,Это достигается тем, что сигнал оценки состояния систеьи формируют после измерения входного сигнала системы, затем суювруют сигнал оценки состояния и выходной сигнал системы и после этого Формируют сигналы,пропорциональные производным от входного сигнала по времени.Пусть оператор нелинейной системы управления задан в виде системы нелинейных дифференциальных уравненийп(СЧ,. Ч К. К ) Ц) =4. кл ),где время)Ч" Ч, - выходные координатысистемы;К,К- параметры системы;нелинейные функции.Тогда выходную координату Чсистемы для момента времени 1 е 1 +д 1можно представить в виде степейногоряда:(51Ч,(, +ь 1)Ч И,)+Е,(М) (2)где о - время измерения выходнойкоординаты;Ь 1 - интервал предсказания;У(,)- значение выходногосигнала системы, измеренное вмоментвремени т,.Производные от выходного сигналапо временид, (Япредлагается определять следующим образор.Первая проивводвая -ф 1 определяется путем подстановки в выражение (1) значений, Ч. вУ.И) и К.:К.Й,),гдеК ( )- сигнал оценки соетоянйясистемы в момент времени 1 , сФормированный в результате решения задачи идентификации (=1,;( 1 верччч)сВторая производная д М; И ) й 11=4определяется в результате дйфференцирования по времени выражения (1)аЧ; М; дУ+ЭйИ 1 ЭЧИ ,и подстановки в правую часть долученного выражения значений:к к и ч ч.ч,чк ч ечо-аЫ2 Ф О 1, о д -,уТретья производная ЙУ;й) /сН з 1 .,определяется путем двойного дифференцирования выражения (1) до временит,аЧаС аЬ 2 Мйи подстановки в правую часть полученного выражения ЗначенийК,еК И,); Ч;иЧ,(,)ЙЧЧ, чЧЧЙ)й ЧЧ . П 5 ШП ПК Ьчв ПКЯ ПКЯ ЬК,ит.д.на чертеже показана структурная схема устройства реализующего предлагаеызй способ при,И - 5, где И- число членов разлоаения в выражении (2) (под знаком суммы). Устройство содержит: систему управления 1, блок измерений 2, блок идентификации 3, вычислительные блоки 4,5,6,7,8, блоки умножения 9,10,11,12,13, сумматор 14, синтезатор 15, исполнительный элемент 16 контура само"настройки.Принцип работы данного устройствазаключается в следующем.С выхода системы управления 1 навход блока измерений 2 в момент вре 1 О менн 1 поступает сигнал. С выходаблока измерений 2 выходной сигналсистемы у;( ), ( = 1, в поступает:на один из входов блока идентифи 15 кации 3;на один нз входов каждого вычислительного блока 4,5,6,7,8;на один из входов сумматора 14.В блоке идентификации 3, на другойх) вход которого поступает сигнал, являющийся входным сигналом системы управления,производится формированиесигналов оценки состояния системы.С выхода блока идентификации 3сигнал поступает на один нз входовсинтезатора 15 и на соответствующиевходы вычислительных блоков 4,5,6,7,8,Первый вычислительный блок (блок4) предназначен для Формированиявычисления сигнала, пропорционального первой производной от выходногосигнала по времени дУ; /МС выхода блока 4 сигнал поступает навход блока умножения 9 с коэффициентом передачи К.И и на соответствующие входы вычйслительных блоков 5,6,7,8.Второй вычислительный блок (блок5) предназначен для Формирования сиг 40 нала, пропорционального второй производной от выходного сигнала по времени д У 1(И . С выхода блока 5сигнал поступает на вхщ блока умножения 10 с коэФФициентом передачи4 б Кн 2 2 М и на входы вычислительных блоков 678Аналогичнйе задачи решают третий,четвертый и пятый вычислительные блоки,б,7,8.9) С выходов блоков умноаения 9,10,11,12,13 сигналы поступают на входысумматора 14, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональныйвеличинеЧ, Ир+а)-Ч;Ир) Ер-(М)эмСигнал с выхода сумматора 14 поступает на второй вход синтезатора9) 15, в котором на основе заданногокритерия качества определяется необходимая настройка параметров системы управления. С выхода синтезатора 15 сигнал поступает на вход68 исполнительного элемента 16, преднаэ642674 формула изобретения Составитель Э.МитрошинРедактор Д.Зубов Техред З.фанта Корректор Н.Петрик Заказ 7757/44 . Тираж ИЧ ЦНИИПИ Государственного к по делам изобретения и 113035, Москвар Зу РаушсПодпистета ССкрытийнаб.,д 4/5вйтююПроектная,4 илиал ППП ффПатентф, г.ужгород, у наченного для измерения параметров системы управления или для выработки дополнительного управляющего воздействия.Применение данного способа обеспечивает возможность повышения точности управления, уменьшения запаздывания контура самонастройки и повышения помехоустойчивости системы управления. Способ формирования корректирующего воздействия в нелинейных самонастраивающихся системах управления, основанный на измерении выходного сигнала системы, формировании сигналов, пропорциональных производным от выходного сигнала по времени, формировании сигнала оценки состояния системы и суммировании выходного сигнала системы, сигналов, пропорциональных производным от выходного сигнала по времени, н сигнала оценки состояния системы, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и быстродействияспособа, сигнал оценки состояниясистемы формируют после измерения выходного сигнала системы, затем сум мируют сигнал оценки состояния ивыходной сигнал системы и после этогоФормируютсигналы, пропорциональныепроизводным от выходного сигнала повремени.10 Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Городецкий В,И., Юсупов Р.М.Метод последовательной оптимизациив задачах идентификации. Изв.ЯН СССРтехническая кибернетика, 1972, 13.2. Куликовский Р. Оптимальнйеи адаптивные процессы в системах автоматического регулирования, фНаука1967.3. Козлов Ю.М., Юсупов Р.И. Беспоисковые самонастраивающиеся системы. Наукаф, 1969.