Самонастраивающаяся система

1035565 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК и 6 05 В 13/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТ СССТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ арованинаханич споиекемы,еси АКЩАЯСЯ СИСТЕМА ия и генерато ыход которого нной модели ваемой систе - с вто.(71) Ленинградский ордена Ли ордена Красного Знамени мкий институт(54)(57) САМОНАСТРАЯВсодержащая блок сравненступенчатых сигналов, всоединен с входом эталои первым входом настраи вы, вторые входы которой соединены с соответствующими выходами блока настройки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит блок дифференциаторов, первый и второй фильтры и последовательно соединенные генератор временных интервалов и блок умножения, выход которого соединен с первым входом блока настройки, вторбй вход - с выходом блока сравнения, выходы эталонной модели и настраиваемой системы через первый блок фильтров и второй блок фильтров сооТветственно соединены с первым и втОрым входами блока сравнения, первый вход настраиваемой сис- Е темы соединен с входом генератора временных интервалов, а выходы через блок дифференциаторов рыми входами блока настройки С:Изобретение относится к автоматическому регулированию, а болееконкретно к проектированию самонастраивающихся систем.Известна самонастраиваюцаясясистема, состоящая из собственно5настраиваемой системы и блока самонастройки, который осуществляет настройку системы по заданному закону с целью обеспечения системойзаданного критерия качества работы. 10Самонастраивающаяся система можетработать в режиме автомата-настройщика 1.В таком режиме блок самонастройки (автомат-настройщик) подключается 5к настраиваемой системе только навремя настройки. Следовательно, недостатком этой системы являетсянизкая точность,Наиболее близкой к изобретениюявляется самонастраивающаяся система, содержацтая блок сравнения и генератор ступенчатых сигналов, выход которого соединен с входом эталонной модели и первым входом настраиваемой системы, вторые входыкоторой соединены с соответствующими выходами блока настройки Г 23Недостаток известной системы является малая точность.Цель изобретения - повышение ЗОточности системы.Указанная цель достигается тем,что она содержит блок дифференциаторов, первый и второй фильтры и последовательно соединенные генератор 35временных интервалов и блок умножения, выход которого соединен с первымвходом блока настройки, второй вход"с выходом блока сравнения, выходыэталонной модели и настраиваемой 40системы через первый блок фильтрови второй блок Фильтров соответственно соединены с первым и вторым входами блока сравнения, первый входнастраиваемой системы соединен с вхо дом генератора временных интервалов,а выходы через блок дифференциаторов - с вторыми входами блока настройки.50Известно, что для обобщенной структуры изображение сигнала в точке чувствительности системы по К настраиваемому параметру определяется выражением55 гдеф(р) - передаточная функция замкнутой системы, бО(р) - входной сигнал,При работе самонастраивающейся системы в режиме автомата-настройщика целесообразно настраивать систему по виду переходного процесса 65реакция системы на скачок). В этом случае(р)= р. ЩИэ выражений (1) и ( 2) можно получитьЭФ(р)/аК;РЕ 1 = - Рд -З)Дифференцируя обе части уравне" ния (3) по аператору Лапласа Р-и производя простейшие преобразования, получаемЭ э Эф(рМар Вводя обозначения р( )=можно записатьЮ(р) эакар ф(рЦ.Иэ Формулы (5) следует, что функция чувствительности. - может бытьЭЙР),ЭКполучена путем домножения на 1 (операции Э/Эр в области изображенийсоответствует домножение оригиналана + в области оригиналов) производной сигналами)(сигнала в -й точкечувствительности).Относительная производная Г(р)можетбыть получена структурным способом.Для структуры, показанной на чертеже можно записатьр( ) у (р) Ъ+ и ъ и 1Ж %, и- Ж(5) получаем, что слагаемые видаФ, /К, а следовательно и выражениязаключенные в квадратные скобки вФормуле (4), независят от значенийнастраиваемых параметров так кака(р)9 р в(р)(ррф " (Р)(Р)Таким образом, относительнаяпроизводная Г(р)может быть получена путем сложения сигналов из соответствующих точек чувствительности,предварительно пропущенных черезвспомогательные фильтры, параметрыкоторых не зависят от значений настраиваемых параметров,Вводя обозначения для передаточных функций вспомогательных фильтров1Э % фи-ь Ф.Я Р): - +- ++ -- Р,1 .ЯУ, мк ж ь ж 1Ф ,"Гвыражение (4) записывается в видеГ(р)=У(р)Ч(р)+М (р)ЧЪ(Р)+".фЧн(рМ (р) (7 )Уравнение динамики известногоалгоритма беспоисковой градиентнойнастройки имеет вид 10 15 где К - скорость изменения 1-го настраиваемого параметра, 20коэффициент передачи 1-гоканала настройки;Я 1)- сигнал разности между выходными сигналами настраи,ваемой систем и эталонноймодели;Ж 1 С(+) -1-я Функция чувствительностиэ" )ЭК; - выходной сигнал настраиваемойсй) системы,Если в качестве выходного сигнала 30системы использовать сигнал Г Я), вычисленный согласно формуле (7) блоком формирования, то известное уравнение динамики с учетом формулы (5)записывается в виде 35К,.=АДГ Ю-г В)31аъгде Г - оригинал относительной проСизводной настраиваемой системы,40Г Я- оригинал относительной проЭизводной эталонной модели.Приращение -го настраиваемогопараметра за один шаг настройки определяется по формуле 45аК =Х Пр,Ю-г,ва (И0Следует отметить, что функции. Тс(Р) иРэ (Р) однозначно свизаны соответ ственно с фр) и ф (р) равенством.ции И,)еИ) =рсЬ 2-эМпоэтому при 7 И) =7 зЮсправедливо равенством=з(р), т.е. система настроенак своему эталону. 60На чертеже изображена самонастраивающаяся система.Генератор ступенчатых сигналов1 подает одновременно единичныескачки на генератор временных ин тервалов 2, на вход эталонной модели 3 и вход настраиваемой системы 4.Выходы фильтров подключены к входам блока сравнения 7,выход которого соединен.с входом блока умножения 8, второй вход которого подключен к выходу генератора временных интервалов. Первый вход блока настройки подключен к выходу блока сравнения 7, а группа входов подключена к группе выходов блока дифференциаторов 10, входы которого подключены к выходам настраиваемой системы 4,Самонастраивающаяся система в режиме автомата - настройщика работает следующим образом.Генератор ступенчатых сигналов 1 одновременно подает единичный скачок на вход эталонной модели 3 и настраиваемой системы 4 и запускает генератор временных интервалов 2, который вырабатывает сигнал, пропорциональный времени 1Фильтры 5 и 6 вычисляют сигналы соответственно которые сравниваются блоком сравнения 7, На выходе блока умножений 8 формируется сигнал1"с "эМкоторый подается на вход блока настройки 9. Дифференцирующее устройство 10 вычисляет производные сигналов в требуемых точках чувствительности и подает их на группу входов блока настройки 9. Блок настройки 9 осуществляет вычисление приращений настраиваемых параметров по формуле ( 9 ) и производит настройку настраиваемых параметров. После окончания шага настройки, равного времени переходного процесса эталонной модели 3, настройка прекращается, генератор сигнала времени 2 переходит в начальное (нулевое) состояние, затем осуществляется следующий шаг настройки и так далее до достижения условия с =эЬ)Конструктивно генератор временных интервалов 2 представляет собой интегратор, на вход которого подано постоянное напряжение. Блок настройки 9 состоит из множительно-интегрирующих устройств, выполненных на базе двухфазных асинхронных микродвигателей. Блоки 5,6,7 и 10, выполнены на операционных усилителях,Величина коэффициента Ь определяет скорость настройки и устойчивость процесса настройки, Коэффициент определяется известными методами поисковой оптимизации.Предложенное устройство позволяет осуществлять автоматическую настройку1035565 Составитель А. ЛащевРедактор Н. Швыдкая Техред К.Мыцьо Корректор Л. Бокшан Заказ 5831/48 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Е, Раушская наб., д. 4/5ейфилиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 систем по виду переходного процесса.Благодаря отсутствию подстройки блоков контура настройки ( фильтров, блока сравнения, блока дифференциаторов,блока умножения, генератора временных интервалов, блока настройки) в1,5-2 раза повидается точность настройки.