Самонастраивающаяся система управления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 744446 Союз СоветскииСоциалистическихРесттублни(61) Дополнительное к авт. саид-ву 2) Заявлено 20.04.78 (21) 2601230/18-24 Гасударственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(72) Автор изобретеии К Василь 71) Заявите 54) САМОНА ени 10 нен относится к автоматическому ожет быть использовано в онастраиваюшихся следящих управлению и моптимальных самсистемах.Известны работы по исследованию и созданию экстремальных систем, обеспечивающихэкстремум заданного показателя качества систем при неполной априорной информации овходных сигналах в системе.Наиболее близким техническим решениемявляется самонастраивающаяся следящая система, содержащая последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый интегратор, первый исполнительный орган, регулятор, блок определения дисперсии помехи и блоквычисления дисперсии ошибки, второй выход регулятора соединен через последовательновключенные объект управления и блок срав.пения со вторым входом блока определениядисперсии помехи и со вторым входом регулятора 111,Однако недостатком известной системыявляется то, что в качестве измеряемых характеристик выбраны спектральные плотности,ВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИ что ограничивает класс применяемых систем,сигналов н вид критериев. Входные сигналыи системы должны быть стационарными, акритерий - среднеквадратическое отклонение,т.е. случай при нулевом математическом ожидании ошибки, что на практике встречаетсядостаточно редко, что уменьшает точностьсистемы управления.Цель изобретения - повышение точностиза счет введения оптимальной самонастройкипри учете на входе нестационарного случайного процесса с,неиэвестными дисперсией иматематическим ожиданием помехи,Поставленная цель достигается тем, что онадержит последовательно соединенные блокопределения математического ожидания помехи,блок вычисленияматематического ожиданияошибки, квадратор, сумматор, второй синхронный детектор, второй интегратор и второйисполнительный орган, выход которого соедис третьим входом регулятора, второй входи третий выход которого соединены с соответствуюшими входами блока определения математического ожидания помехи, а выход блока3 744446вычисления дисперсии ошибки соединен со вторым входом сумматора,Такое устройство обеспечивает оптимальнуюсамонастройку системы по критерию минимума,второго начального момента ошибки.5й =гт1 эЕ Е(1)учитывающего не только дисперсию ошибки,но и математическое ожидание в,4математического ожидания ошибки гп квадратор 12 и сумматор (самонастройки) 6.Выход сумматора 6 подключен с первым и вторым синхронными детекторами 7, 13 по соответствующим каналам неизвестных вероятностных характеристик помехи О и щх, Вы. ходы синхронных детекторов 7,13 через после. довател 1 но включенные первый и второй интеграторы 8,14 и первый и второй исполнительные органы 9,15 замкнуты на регулятор 1 основного контура системы управления. ьес 1 0 где К - некоторое положительное число.С выхода интеграторов 8,14 напряжение, пропорциональное значениям т и О воэдейо о ствует на реверсивные двигатели исполнительных органов 9,15, которые формируют алгоритм регулятора (путем иэмененйя параметров корректирующего контура), так чтобы значение критерия а, характеризующее ошибку системы было минимально, т.е. чтобы реальная харак. теристнка системы приближалась к значению, обеспечивающему экстремум выбранного кри. терия оптимальности. предлагаемой системы ет деиствующих по в реальных условиях,точность отработкиГлавным дос оинствомальный уч является максим мех прн работе, что обеспечивает ,полезного сигна истемывысокую 10На чертеже представлена функциональная схема, реализующая самонастраивающуюся системууправления,Система содержит регулятор 1, объект 2управления, блок 3 сравнения, блок 4 опре.деления дисперсии помехиблок 5 вычислениядисперсии ошибки, сумматор 6, первый син.хронный детектор 7, первый интегратор 8, пер.вый исполнительный орган 9, блок 10 определения математического ожидания помехи, блок11 вычисления математического ожидания ошн.бки, квадратор 12, второй синхронный летек.тор 13, второй интегратор 14 второй испол.нительный орган 15.На основной контур линейной системы, состоящей из регулятора 1 и объекта управления2, действует нестационарный случайный сигналошибки Е(т), являющийся суммой некорррелированных между собой полезного сигналаХ(т) и помехи Е(т) и онределяющийся по ЭОформуле Е(т)=Х(т) + Е - 8(т). Известныматематическое ожидание ах(т) и корреляцион.ная функция Кх, а также нормированнаякорреляционная функция помехи Й(С). Мате.матическое ожидание помехи п 1 и дисперсияО и их закон, распределения неизвестен,Поскольку перед началом работы следящей системы неизвестны вероятностные характеристики помехи От и е для оптималь. ной системы, необходим контур самонастрой. 4 оки, который настраивал бы параметры Оит на экстремальные значения, по обеспечивало бы оптимальную систему по критериюминимума второго начального момента ошиб.ки (1).Системз содержит два канала: формнрова.тель дисперсии ошибки - О с помощьюпоследовательного включения блока 4 определения дисперсии помехи О, на который поступают сигналы с одного из выходов и входа, 5 Орегулятора 1 и блока 5 вычисления дисперсии ошибки О, выходом соедийевюго ссумматором (самонастройки) 6, и формирователь квадрата математического ожидания ошиб 2ки п 1-, включающии последовательно соединенные блок 10 определения математическогоожйдания помехи т, на который поступаютсигналы с выхода регулятора 1 и сигналошибки системы Е(т), блок 11 вычисления Во время работы системы по информации со входа регулятора 1, поступающей,в соот. ветсвующие блоки, вычисляются математичес. кие ожцдания, а также дисперсии помехи и ошибки с использованием начальной информа. ции, С выхода сумматора 6 сигнал напряже. ния, пропорциональный критерию оптималь. ности самонастройки (1) в функции от извест. ных произвольных параметров в, О о(е, О), поступает в синхронные детекторы 7,13. Чтобы осуществлялась оптимальная самонастройка, т.е, чтобы вместо произвольных значений в и О- в критерии использовались оптимальные значения вя и Ох, необходимо опре Оделить производные от критерия по параметрам, поэтому по каждому каналу отдельно ищутся компоненты градиента в виде ВФ(тихВ ) э 4 е(го, 0 )с 1 е дЬДвижение к экстремуму (минимуму) критерия реализуется с помощью градиентного метода, используя, например, систему реверснвных двигателейСамонастраивающаяся система управления, содержащая последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый интегратор, первый исполнительный органрегулятор, блок определения дисперсии помехи и блок вычисления дисперсии ошибки, второй выход регулятора соединен череэ последовательно вклю. ченные объект управления и блок сравнения со 1 р вторым входом блока определения дисперсии помехи и со. вторым входом регулятора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержитпоследовательно соединенные блок определения и Закаэ 3788/10 ПодписноеТираж 9 Филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектна 5Формула изобретения 744446 6математического ожидания помехи, блок вы.числения математического ожидания ошибки,квадратор, сумматор, второй синхронный детектор, второй интегратор и второй исполнительный орган, выход которого соединен стретьим входом регулятора, второй вход итретий выход которого соединены с соответ.ствующими входами блока определения математического ожидания помехи, а выход блокавычисления дисперсии ошибки соединен со вторым входом сумматора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 145646,кл. Ц 05 В 13/00, 1961 (прототип).