Устройство для оптимизации параметров систем управления

11 48630 Оп ИСАНИЕ Союз Советских Социалистиыеских Республик(51) Ч,Кл, 6 05 Ь 13/00-с присоединением заявки осударственныи комитет Совета Министрое СССР па делам изобретенийи открытий 23) Приоритет -Опубликовано 30. 53) УДК 62 - 50(088. ллетень3 9.75,та опубликования оццсацця 28,06.7. А. Таран и Г. М, Кубинцев 154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТР СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯрасовац влера,вдви.ость Изобретение относится к технике автоматического управления и может быть использовано в устройствах эистремальной настройки, в частности в экстремальных регуляторах.Известно у 1 стройство для оптимизации параметров систем автоматического управления цо авт. св,276205, работающее по методу случайного поиака, Устройство имеет общую часть и схемы настройки отдельных параметров. Общая часть состоит из управляемого генератора тока с присоединенным к его выходу ограничителем напряжения и неу 1 правляемого генератора тока, Каждая цепь настройки содержит фуцкциональный преобразователь, подсоединенный через блок выделения знака к,накопителю сигнала управления, который подключен к интегрирующему весовому элементу, а также схему задержки, выпрямитель и генератор случайных сигналов со схемой управления на тех же элементах (выпрямитель, задержка, функционный преобразователь). Однако в таком устройстве эллипсоид яределения случайных шагов ориентир це цо направлению градиента, а по напр ццю координатной оси, ближайшей к на лс 1 тц 1 о градиента, что сникает скорость жецця системы к экстремуму, т. е. ско црот 1 есса цастроцкц,Цель изобретения - ускор;ццс процеосанастройки.Это достигается тем, что в устройство введены дополнительно неуправляемый генера тор случайных сигналов ц ограничитель напряжения, подключенный к выходу цеунравляемого,генератора тока, а в каждую цепь настройки включены индивидуальный управ.ляемый генератор случайных сигналов, под О соединенный управляющим входом к выходунеуправляемого генератора тока, а ьыходом - ,к сумматору, и множительное устройство, подключенное одним входом к выходу неуправляемого генератора случайных сигна лов, вторым - к выходу функционалыюгопреобразователя, соединенного с неуправляемым генератором тока, а выходом - к сумматору.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства.Оно содержит общую частьвключающуюв себя управляемый генератор 1 тока с ограничителем 2 напряжения на выходе, подключенный к общей шш 1 е 3. неуправляемый 4 ге нератор тока с ограничителем 5 напряженияна выходе, подсоединенный к общей шине 6, неуправляемый генератор 7 случайных сигналов, подключенный к шине 8, ц инд 1 твидуальцые цепи настройки параметров. Ицдлвидузо альпые цепп 1 гастройкц параметров состоят486301 где и - число цепей )настройки, причем УЯ не превосходит )сигнала ограничения, 10 согласно описанию авт. св.276205 тах/ У/(/ -- в гдеи е - постоянные. Таким образом сучетом зависимости15р/,у = / (Л 2) - Ц) имеет место/., = ,// - Ця+ Гсигнал Х/, Я посту)пает в суымато)р,40Таким образом, реализуется следующаязависимость= , - Ц 1+ Ч Л 2, - Ц,Я- 1 - Я- 2 при х (лл / ч - 1)А= 50 Ч/ = 55 Апалогич)но ра)ботает функциональныйиреобраэователь 19, подключенный к шине 6, 60питаемои от генератора 4 тока, При подаче на вхо)д б сигнала Х, , а на иьину 6 тока 1 О от генератора тока и ограничении генератора тока появляется сигнал Г/, на выходе Ь или(/= / Это напряжение онимается с выхода Ь. Напряжение (/Я на шине 3 равно току б 5 3из функц)иональиого преобразователя 9, содержащего два резистора 10 и 11 с управляемой проводимостью, квадратор 12, сигнум.элемент 13, схему 14 задержки, демодулятор 15 и подключенного вхОдом а к ш)ине 3,входом б - к выходу сумматора 16, а выходом в к входу накопителя 17, выхо)д которо)го соединен с сумматором 16, подключенным выходом к интегри)рующему веоовомуэлементу 18, а также аналогичного функционального преобразователя 19, Преобразователь 19 подсоединен входом а к ши)не 6, входом б - к выходу на)ко)пителя 17, а выходом в - к схеме 20 умножения, другой входкоторой подключен к общей щине 8, а /выход - к сумматору 16. Кроме того, устройство содерж/ит генератор 21 случайных оигналов, подключенный входом к щине 6, а выходом - к сум)матору 16,Работает схема )следующим об)разо)м.При подаче на вход б функциональногопреобразователя 9 сигналов,изменения параметро/в настройии Л 2/, Я, где й - /индекс цепи настройки, а - момент )времени, эписигналы задерживаются на один такт в схеме 14 задержки, образуют Л 2 ) - 1, выпрямляются )в демодуляторе 15, образуяЛ 2 - Ц/, возводятся в квадрат,ивадратором 12 и поступают на управление проводиъо/стью резистора 10, р,И = Ь (Л 2/,- Ц), где Й - коэффициент пропорциональности. Входное сопротивление сигнум-элемента 13 выбирается достаточно малым, этот элемент является коммутируемым усилителемтока.При напряжении на шине 3 У, ток /ответвляющийся на,вход а Й-й схемы настройки,параметро/в, равен/, = Е/р/,Я = ЕУ 6 (Л 2 - Ц).ТокЦ инвертируется ил)и )не иивертнруется в оигну)м-элементе в зави)оимости от энаа Л 2 Ду - Ц, и на выходе сигнум-элементато,к /, И равен= /Я й (Л 2- Ц)зпЛ 2- Ц.Т/ок /,Я поступает на уп)равляемый резистор 11, провади)мо/сть р/,которого в момент времени пропорциональна модулю/Л 2, - Ц/, р,Я = й/Л 2, - Ц/,Й = сопевкоэффициент пропорциональности. При этомнапряжение на резисторе 11/ Ф1/, =р/,1(ЛЛ/г - 1 Р 2 Цз/пЛ 2 р - 1Ч/ Л 7/,- 1,4генератора 1 Я деленному на сумму входныхпро)водимостей всех подключенных к шине 3функциональных преобразователей/7=1 = сопз 1,Мулу, Му 77 уг Му 7777 К - МУ У или К 1 К 2К 1 лКг 1, Кгг, Кгл Кл/, Клг Клл Сигнал Г) умножается множительнымм устройством на сигнал генератора 7 случайных сигналов. Сигнал уна выходе множительного устройства равену/, = /, - 1 Яо ) р ,пде Оо- последовательность импульсов случайной амплитуды с гауссовым распределением, нулевым средним значением и конечной диоперсией.Напряжение на шине 6, пропорциональное Д, управляет генератором 21 случайных сигналов. Напряжение последнего при этом равноу"/,) = аР О/7, а = сопз 1,где 0 ) - последовательность невавлсимых импульсов с гауосовым распределением, нулевым средним значением и конечной дисперсией.Сигналы у/, ), у" Я, Х/,суммируются в сумматоре ЛЛ/, = У/7) + У/) + 1/7) Сигнал /2,7 у) поступает ца интегратор, который выдает значение Л/7 ) Й-го параметра настройки.Я, = Л/7 - 1) + ЛЕ,).Покажем, что эллидсоид раопределения вектора У = (у уг, , ул ) случайных шагов у, = у+ у/ 4 ориентирован по направлецию вектора Л = (Л , Лг), Ли сжимается;при увеличении вектора Л. Так как 71)аспределение гауссово, достаточно показать, что вектор Л- 1) и любой вектор Х, ортогональный Л- 1, т. е. такой, что ХЛт - 1 = О, являются собственными векторами корреляционной матрицы случай,ного, вектора У .Корреляционная матрица вектора Уимеет вид где .И - символ матеатцческого ожпдания,7 - символ транспорзцциц.= 1) (Л - 1 Оо) + аО ),где 0 = (01, 02, , О л).Отсюда К) = ф) (Л- 1) Л- 1) ++ аХ) =ХагР ).При выборе собственных векторов в качсстве системы координат матрица К становитсядиагональной с собственными значенням по З 0 диагоналиК = с 1 ао 1 рг) ( 2 - 1) + аг)агг ) о,гг , 1,Отношение дисперсии случайных шагов по/направленпо Л- 1) к дисперсии по нацрав/. . - 1)лению Х равно 1 +, ) 1, т. е. эллинувсоид вытянут вдоль ца:ра 7 вления Л- 1).40 При больших значениях Л- 1 ) --1имеем р=, и дисперсия случай/,2- 1цых шагов по направлецшс Л - 1) равна 45 /2.7.77.1) (Лг( - 1+ ") =/.- - 1Это выражение стремится к пулю прц возрастании Лг- 1. Прц Л- 1 ( 50 /рог, (г,. 1) 1 а 2) / 2- 1 + а) и стремится к аг цри Лг- 1) -. О. Предмет изобретения Устройство для оптимизации параметровсистем управлеши по авт. св. Ло 276206 отличаюи(ееся тем, что, с 11 елью ускорения про цеоса настройкивведены дополнительно неуправляемый генератор случайных сигналов И ОГРа 11 нлнтЕЛЬ НаПРЯжЕНИЯ, ПОДКЛЮЧЕННЫЙ К выходу неуправляемого гецератора тока, а в каждую цепь настройки,включены ицдивцду альный управляемый генератор случайных48630 3 з Я Со.тавителв 3. Тито Тскрсд т 1 Семенов ррсктор Е, Рожкова сдактор И. Грузова Тираж 869 комитета Совета Министров бретений и открытий-35, Раушская наб., д. 4/5 н аз 554 одписнос НИИП Т, Загорский филиал 7сигналов, пс 1 дключенныш управляощим вкодом к выход неуправляемого генератора тока, а выходом - к сумматору, и множительое устройство, подключеое одним вкодо., и выкоду неуправляемого генератора случай. Изд, ."й 909 Государственного по делам из 3035, Москва, Ж