Параметрический синтезатор

О П И С А Н И Е 265218ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свес Советских Социалистических Республик.ЧПК 6 051УДК 621 Ц)78088,8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРАвторизобретения ПДТ И;0П,т 81 цБИЬИ 0;.; 1 О. С. Расщепляев Заявитель ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗАТОР Предложение относится к системам автома. тического управления,Известен параметрический синтезатор для систем автоматического управления с настраиваемой моделью регуляпора, содержащий синтезатор параметров регулятора с перемножителем, подключенным к выходному зажиму регулятора, и синхронизатором, ключи, сумматоры и перемножители.Однако такой синтезатор не позволяет достаточно точно определить параметры регулятора системы в условиях случайного изменения ее параметров во времени.Предложенное устройство отличается от известного тем, что в нем установлены перемножитель с сумматором, подсоединенным к выходу перемножителя синтезатора, подключенный к выходному зажиму модели, генератор случайного сигнала с ключом и перемножителемсумматором, генератор пилообразного напряжения с подключенными,к нему параллельными связями двумя идентичными цепями из перемножителя и сумматора, охваченных усилительным звеном, два экстраполятора нулевого порядка с выходными зажимами, связанными со вторыми заукимами этих перемножителей и с общим входным зажимом, подсоединенным к синхронизатору и ключу генератора случайного сигнала, выходной зажим которого связан с одним экстраполятором непосредственно, а с другим - через нелинейный преобразователь,причем выходы сумматоров двух последних перемнокителей подключены к первому перемножителю с сумматором соответственно через пе 5 ремножитель и сумматор генератора случайного сигнала и через отдельный сумматор.Это повышает точность определения начальных значений параметров регулятора по критерию максимума вероятности нахождения вы 10 ходной координаты в заданных пределах и надежность работы в условиях случайного изменения ее параметров во времени,На чертеже представлена блок-схема параметрического синтезатора систем автоматиче 15 ского управления со случайными параметрами,где сбозначено; управляющие 1 и возмущающие 2 воздействия, 3 - модель регулятора,коэффициенты определяющих параметров которой могут управляться специальнымп сигна 20 лами, формируемыми в синтезаторе, 4 -объект управления, 5 - 9 - ключи, 10 - дифференциальный амплитудный дискриминатор,11 - формирователь импульсов, 12 - управляемый инвертор знака, 13 - блок дискретно 25 го переменного коэффициента, 14 - интегратор,15 - дискретный интегратор, 1 б - 19 - сумматоры, 20 - источник - блок программного сигнала, 21 - синхронизатор, 22 - 2 б - перемножители, 27 - генератор случайных сигналов,30 28 и 29 - экстр аполяторы нулевого порядка, 26528330 - нелинейное безынерционное звено (пресбразователь), 31 - генератор пилообразного напряжения: 32 и 33 - усилители, и 34 - сумматор.К выходу замкнутого контура управления сптимизируемой системы подключены последовательно соединенные ключ 5, дискриминатор 10, формирователь импульсов 11, инвертор знака 12, блок дискретного переменного коэффициента 13, интегратор 14, ключ б и дискретный интегратор 15. Выход дискретного интегратора подключен к одному из входов сумматора 19, а к двум остальным его входам через ключи 8 и 7, соединенные с синхронизатором 21, подключены выходы блока 20 программного дискретного сигнала, который также соединен с синхронизатором 21.Остальная часть схемы оптимизатора реализует управляемый коэффициент регулятора и устройство для изменения его по случайному закону.Выход сумматора 19 подключен к одному из вхсдов перемножителя 22, вход которого соединен со входом перемножителя 23 и с моделью регулятора. Выходы этих перемножителей подсоединены к модели регулятора через сумматор 34. Второй вход перемножителя 23 соединен с выходом сумматора 1 б, ко входам которого подключены выходы сумматора 18 и перемножитель 2 б. Входы перемнсжителя 2 б соединены с генератором 27 и сумматором 17. Ко входам этого сумматора подключены выходы перемножителя 24 и услилителя 33. При этом генератор 2 связан через последовательно соединенные ключ 9 и экстраполятор 29 со входом перемножителя 24, Второй его вход и вход усилителя 33 подключены к генератору 31. К выходу генератора 31 подключены входы перемножителя 25 и усилителя 32, выходы которых соединены с сумматором 18. Второй вход перемножителя 25 через последовательно соединенные экстраполятор 28 и нелинейный преобразователь 30 связан с выходом ключа 9. Ключ 9, генератор 31, ключ 5, инвертор знака 12, блок 13, интегратор 14, ключ б, экстраполятсры 28 и 29 связаны с синхронизатором 21.Часть параметрического синтезатора, реализующая управляемый, меняющийся по случайному закону оп 1 имизируемый коэффициент регулятора, работает следующим образом.Генератор 27 генерирует случайный сигнал с математическим ожиданием, равным нулю, и с корреляционной функцией, соответствующей случайному изменению параметра, Ключ 9 замкнут, генератор 31 заперт сигналом с синхронизатора 21, В результате на выходе сумматора 1 б напряжения нет. По сигналу с синхронизатора 21 размыкается ключ 9 и на выходе генератора 31 появляется сигнал, При этом на выходе экстраполятора 29 будет зафиксирован случайный уровень напряжения, имевший место на выходе генератора 27 в момент размыкания ключа 9. В результате на выходе сумматора 17 образуется пилообразное случайное напряжение со средним значением наклона, определяемым коэффициентом А 1усиления усилителя 33, и случайным отклонением наклона, зависящим от напряжения навыходе экстраполятсра 29.5 Случайный сигнал с ключа 9 поступает также на нелинейный преобразователь 30, в результате чего ка его выходе образуется сигнал, некоррелированный или слаоо коррелированный с выходным сигналом генератора 27,10 Поэтому при размыкании ключа 9 на экстраполяторе 28 также возникает случайный уровень, слабо коррелированный с выходным напрякением экстраполятора 29. Этот уровеньподается на перемножитель 25, и на выходе15 сумматора 18 образуется также случайный пилообразный сигнал, Напряжение с выхода генератора 27 перемнокается со случайным пилообразным сигналом на выходе сумматора 17,в результате чего выходной сигнал перемножи 20 теля 2 б оказывается случайным, увеличивающимся по разиаху во времени по линейномузакону со случайным коэффициентом наклона.После суммирования этого напряжения в сумматоре 1 б с линейно меняющимся сигналом со25 случайным наклоном, который образован навыходе сумматора 18, образуется новое случайное напряжение, Это напряжение представляет собой случайный сигнал с линейновозрастающим математическим ожиданием, сЗ 0 возрастающей во времени дисперсиец, и при.ближающийся по своим свойствам к процессам с сильным перемешиванием,Таким образои, случайный коэффициент системы реализуется перемножителем 22, на вто 35 рой вход которого подан сигнал с сумматора19, представляющий собой оптимизируемоеначальное значение п 0 случайного параметра,и вышеуказанными блоками в сочетании с пе.ремножителем 23, на второй вход которого по 40 ступает сформированный описанным образомсигнал. После подачи сигналов с выходов перемножителей 22 и 23 на сумматор 34, где сигнал с перемножителя 23 вычитается, указанная совокупность блоков реализует случайный45 параметр или коэффициент регулятора, меняющийся во времени по закону, имеющему место в большинстве практических случаев иприближающемуся к процессам с перемешива.нием,5 С Оптимизатор работает следующим образом.При включении оптимизатора начинает работать замкнутый контур, состоящий из регулятора 3 и объекта 4. На вход перемножителя22 поступает сигнал, равный ц 00 + аЦ, где55 т,0 - начальное значение случайного оптимизируемого параметра, устанавливаемое надискретном интеграторе 15, а а Ц - значениепрограммного сигнала с блока 20 в первомтакте, поступающего через ключ 8. При этом ключ60 5 закрыт, и выходной сигнал системы не по.ступает в схему. Генератср 31 заперт, Черезвремя, необходимое для установления процессов в основном контуре, замыкается ключ 5.Открывается генератор 31 и, параметр п (1)65 регулятора начинает изменяться по случайнО10 му закону, как было описано выше. На выходе дискриминатора 10 образуется сигнал, повторяющий выходную величину объекта, если она лежит в заданных пределах Х, Х и равный нулю, если выходная величина находится вне этого интервала, Далее сигнал поступает на формирователь импульсов 11, превращающий его в последовательность прямоугольных импульсов, суммарная длительность которых равна времени нахождения данной координаты в диапазоне Х , Х,. Эти импульсы через инвертор 12, полярность импульссв на выходе которого может управляться сигналом с синхронизатора 21, изменяются в аЦ раз, где а Ц - значение коэффициента передачи блока дискретного переменного коэффициента в первом такте. Выходная величина интегратора через некоторое время Т оказывается равной а 1 Тф (т)о 0+ аЦ), в это вРемЯ закРывается по команде с синхронизатора ключ 5. Далее по команде с синхронизатора 21 через ключ 7 к сигналу т 1 о 0 прибавляется сигнал - а Ц, инвертор переключается на противоположную полярность выходных импульсов, и открывается ключ 5.Через время Т сигнал на выходе интегратора 14 оказывается равным а Г 1 Т" (т 1 о 0 + +а Ц - Тф (т)о 0+ аЦ). Далее замыкается ключ б, и на выходе дискретного интегратора 15 образуется величинат)о О + а 1 Т" (т 1 о О ++ а Ц) - Тф (т)о 0 + а,Ц) . Эта величина представляет собой значение коэффициента т)о Ц, уточненное после первого цикла приближения и являющееся исходным для второго цикла. Случайный параметр генерируется в каждом такте.В результате аналогичных операций в конце второго цикла получаем величинут)о 2 = т 1 о Ц + а 2 Тф (т)о Ц ++ а 2) - Т" (т 1 о Ц - а 2) ,С увеличением числа таких циклов величина т 1 о начального значениЯ слУчайного паРаметРа стремится к значению, обеспечивающему мак 15 20 25 Зо 35 40 45 симум времени Тф или вероятности Р нахождения координат системы в заданных пределах с учетом случайного дрейфа параметров во времени.Последовательное определение т 1 о всех остальных параметров регулятора происходит аналогично, Этот процесс сходится с вероятностью, равной единице. Предмет изобретения Параметрический синтезатор для систем автоматического управления с настраиваемой моделью регулятора, содержащий синтезатор параметров регулятора с перемножителем, подключенным к выходному зажиму регулятора, и синхронизатором, ключи, сумматоры и перемножители, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения начальных значений параметров регулятора по критерию максимума вероятности нахождения выходной координаты в заданных пределах и повышения надежности работы в условиях случайного изменения ее параметров во времени, в нем установлены перемножитель с сумматором, подсоединенным к выходу пере- множителя синтезатора, подключенньш к выходному зажиму модели, генератор случайного сигнала с ключом и перемножителем-сумматором, генератор пилообразного напряжения с подключеннными к нему параллельными связями двумя идентичными цепями из перемножителя и сумматора, охваченных усилительным звеном, два экстраполятора нулевого порядка с выходными зажимами, связанными со вторыми зажимами этих перемножителей и с общим входным зажимом, подсоединенным к синхронизатору и ключу генератора случайного сигнала, выходной зажим которого связан с одним экстраполятором непосредственно, а с другим - через нелинейный преобразователь, причем выходы сумматоров двух последних перемножителей подключены к первому перемножителю с сумматором соответственно через перемножитель и сумматор генератора случайного сигнала и через отдельный сумматор.Составитель И, Н, ШуваловаРедактор Л. А. Утехина Техред 3, Н, Тараненко Корректор С. А, КузовенковаЗаказ 1616/14 Тираж 480 Подписное1.1 НИР 1 П 11 Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж, Раушская наб., д. 4/6Типография, пр, Сапунова, 2