Самонастраивающаяся система управления

РЕТЕ К ПАТЕ те- ав- стеКомитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ПИСАНИЕ ИЗО(78) Лэщев Анатолий Яковлевич(67) Изобретение относится к адаптивныммам управления нестационарным объектомпения, в частности к самонастраивающимся(в) ЖУ (11) 200316 О С 1 мам управления с заданным качеством переходного процесса Цель изобретения - повышение точности системы в процессе поддержания заданного качества переходного процесса Цель достигается за счет введения в систему управления двух умножителей, генератора импульсов и генератора гармонических сигналов, а также за счет отличного от известного выполнения блока настройки параметров.1 ил.2003160 Изобретение относится к адаптивным с,:сгемам управления нестационарным обьекгам управления, в частности к самонастраивающимся системам(СНС) управления с ззанным качеством переходного процесса,4 звестна самонастраивающая система ; правления, содержащая нестационарный об акт управления, блоки сравнения, сумма.-.), матричные умнокители, дифференциа)о,;.блоки с переменным коэффициентом ус 1 ления и блок настройки,Недостатком известной системы является низкая точность ее при условии отсутс: вия "богатого" входного сигнала системы, Этот недостаток отмечается у всех СНС с зталонной моделью,Целью изобретения является повышение то )ности системы в процессе поддержания заданного качества переходного процесса,Цель достигается тем, что в известную систему дополнительно введены генератор гармонического сигнала, два блока умножения и генератор импульсов.Теорема, Пусть задан управляемый обьект, описываемый уравнением где д(1) - д+ в(с)к(т) = Ь(т)5 ( в(т)т(с)- В- т(т)(8) 25 Для того. чтобы обеспечить сходимостьпроцедур настройки как по сигнальному рассогласованиюе так и по параметрическому ЛК(т) и Ьт)(т) необходимо выполнение равенства30 х = д(т)х+ В(т)11,01 = К(т)х + в(т.)0, (1) где х(т) Я В", Аф - (пхп) матрица, б 1 п) х(1) =(пх 1), 0 п) О(1) = (вх 1), п 1и. где у(в,О 0 - некоторая положи 35 тельная гармоническая функция (например,фо, 1)=А(Я Пв 1 + СОЯв 1 + 8 П 2 в 1 + СОЯ 2 в 1 ++ з и пв 1 + СОЗП).) . Уравнение (10) будет справедливо, если обеспечить равенство 40(11)откуда немедленно получим при к = 2 ко где хм(1) определено дифференциальнымуравнением Юф) = - ко(,/х + д( )и)50 ( Ьп(1) = -к 0 аг 1 + д( )2 ро),(12) х -дх +ВО(4) Доказательство: Без потери общностидокажем теорему для и = 1. Выберем функцию Ляпунова 55(5) Тогда параметрические управления Запишем значение производной функции Ляпунова+ ЬпЛП 1 + ЛКЛК, (9)= кЫ - ЬК 2 у(в, т) - ЬГП 2)(в, ), (10) ко:х + кЬгпяО + Лтпйп + Л(/й + В общем случае функция Ляпунова будет вида к,т Ег + дт,Л + руптп)2 алгоритмы (12) в общем случае запишем ввиде(14) ( 5ьпЩ = - ьХсаб 1 +дым На чертеже представлена функциональная схема системы управления,Приняты следующие обозначения; сумматор 1, блоки 2, 3 сравнения, блоки 4, 5 с переменным коэффициентом усиления, модель 6 системы управления, объект управления 7, блок 8 настройки параметров, умножители 9, 10, генератор импульсов 11 и генератор 12 гармонического сигнала, сумматоры 13, 14, интегоаторы 15, 16, усилители 17, 18, умножители 19 - 22. 20Система работает следующим образом, Входной сигнал О и сигнал с выходов умножителей 9 и 10 поступают через сумматор 1 на входы блока 2 сравнения, эталонной модели 6 и на вход умножителя 20, С выхода блока сравнения 2 разность сигналов, поступающих с блока 5 с переменным коэффициентом усиления и с выхода сумматора 1, проходит через блок 4 переменным коэффициентом и поступает на вход объекта 30 7 управления, Сигналы с выходов объекта 7 управления и эталонной модели 6 системы сравниваются в блоке 3 сравнения и поступает на входы умножителей 9, 20 и 22, Элементы функциональной схемы 12, 14, 16, 18, 21 и 22 служат для формирования сигналов настройки блока 5, а 12, 13, 15, 17, 19 и 20 - блока 4. Работа и связи между элементами в контурах формирования сигналов на 40 Формула изобретения САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая первый блок сравнения, подклюценный первым входом к выходу модели системы управления и первому входу блока настройки параметров, а выходом соединенный с информационным входом первого блока сравнения с переменным коэффициентом усиления, выход модели системы управления подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом обьекта управления, являющимся выходом системы управления, информационным входом второго блока сравнения с переменным коэффициентом усиления и вторым входом блока настройки параметров, третий вход которого соестройки определены чертежом и алгоритмом адаптации параметров (12).Таким образом, при изменении параметров обьекта управления 7 под действием параметрического возмущения Рф и отклонении их от заданных эталонной моделью добавки к коэффициентам К(1) и гп(т) система адаптируется к действию возмущений,В случае, когда невязка системы л = О сигнал с генератора 12 гармоницеских сигналов с выходов умножителей 9, 20 и 22 также равен нулю. Если ке сигнал Ц) = О, то при неодинаковых параметрах в модели 6 и система параметрические рассогласования ЛК(г) и Ьт(т) не компенсиряатся, т,к, х(1) = О. Для того, чтобы получить сигнал рассогласования при действии параметрических возмущений Р(1) необходимо подать на некоторое время пробный входной сигнал через умножитель 10, тогда в течение Т-времени импульса с генератора 11 - с выхода умножителя 10 на вход системы по. ступает сигнал генератора 12 гармонических сигналов. Если за это время поягляется сигнал ошибки я(1)О, то подключаются сигналы с выходов умножителей 9, 19, 20, 21 и 22 и происходит настройка параметров системы, Частота генератора 11 импульсов выбирается исходя из допустимой параметрицеской ошибки системы и скорости изменения параметров объекта 7 управления. (56) Громыко В.Д., Санковский Е А. Самонастраивающиеся системы с моделью, М Энергия, 1974, с,16, рис.2.Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д. Путав В,В, Электро-механические системы с адаптивным и модальным управлением. Л,: Энергоатомиздат, 1984, с.83, рис.3.8. динен с выходом второго блока сравнения, первый выход блока настоойки параметров подклоцен к управляющему входу.первого блока сравнения с переменным коэффициентом усиления и третий блок сравнения, отличающаяся тем, что с целью повышения точности системы, в нее введены два умножителя, генератор импульсов и генератор гармонических сигналов, а блок настройки параметров содержит четыре блока умножения, два усилителя, два интегратора и два сумматора, выходы которых являются соотвстственно первым и вторым выходами блока настройки параметров, первый и второй входы которого соединены с первыми входами первого и второго блоков умножения, вторые входы которых соединены с третьим входамТираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, ЖРаушская наб., 4/5 Заказ 3234 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 блока настройки параметров, а выходычерез первый и второй интеграторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго сумматоров, вторые входы которых через первый и второй усили тели . соединены с выходами соответственно третьего и четвертого блоков умножения, первые входы которых соединены с четвертым входом блока настройки параметров, а вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго блоков умножения, причем в системе управления выход первого блока сравнения с переменным козффициентом усиления соединен с входом обьекта управления, выход генератора гармонических сигналов подключен к четвертому входу блока настройки параметров и первым входам первого и второго умножителей, вторые входы которых подключены соответственно к выходу второго блока сравнения и выходу генератора импульсов, первый вход третьего блока сравнения является входом системы управления, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго умножителей, а выход подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения с переменным козффици- ентом усиления, подключенного управляющим входом к второму выходу блока настройки параметров,