Многоканальное устройство для идентификации объекта управления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сеез СоеетстпаСоцнаектмчесааРеса убэе(61) М. Кл.Я 05 В 13/О й 06 В 1710 Йеударствеккыййеевта Мкк ритетликоваио 15.04.78,Бюллетень %14(23) П ветра СССР делам кзабретекк я еткрыткк) Дата опубликования опиеаиия 29.03.78) Автор изобретеяи К. В. Иса 71) Заявитель й ордена государс удового Красного Знамени нный университет остов МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ ри, вознипринятой к области автомаожет быть применесис темах управлевтоматической обнтнфикации, ентификации етение относится ния, а таработкиСредиобъектовнение поллинейнуюфиксировнастраив кже в системах а информации и иде устройств для ид управления наибо учили устройства относительно ко нных 1 базисных) емую модель. ьшее распростриспользующиеечного числа преобразователей, О В устройствах подобного типа весовые коэффициенты при выходах преобразователей, реализующих известные базисные операторы, т настраиваются с помощью цепей, каждая из которых содержит дискретный или непрерывный интегратор, в общем случае с переменным коэффициентом усиления. На входы интеграторов подключены устройства, формирую-а 0 щие сигналы, пропорциональные текущим (часто сглаженным при помощи фильтров) значениям соответствующих компонент градиента квадрата рассогласования между выходами объекта и модели. Средний квадрат ф тическогс .:правления и м но в сам онастраивающихс рассогласования характеризует поте кающие,при аппроксимации объекта моделью 111 и 2, .Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является мно гоканальное устройство для идентификации объекта управления, содержащее сумматор, блок сравнения и тт каналов, каждый из которых содержит функциональный преобразователь и; последовательно соединенные первый умножитель, первый фильтр, первый интегратор и второй умножитель, причем выход функционального преобразователя первого канала соединен непосредственно и через второй умножитель и блок сравнения со входами первого умножителя 3, .В таком устройстве выходы функциональных преобразователей модели в общем случае неортогональны, При больщом числе па- раметров это приводит к тому, что задача идентификации вырождается. Практически это означает, что минимизируемый функционал рассогласования в окрестности своейэкстремальной точки становится слабо Ьыпуклым, Учитывая, что устройства реали3зующие алгоритм настройки, обладают конечной нечувствительностью точность оценки параметров модели будет невысокой, Кроме того так как в случае неортогальных выходов функциональных пре образователей настройка параметров модели происходит не независимо друг от друга то быстродействие устройства также может быть низким.1 ООтсутствие ортогональности системы выходов базисных преобразователей приводитк низким быстродействию и точности устройства.Белью изобретения является повышение 15точности и быстродействия,Поставленная цель достигается тем, чтов предлагаем ом устройстве дополнительноустановлены ( т 1 +1) ый функциональныйпреобразователь, в каждом канале, кроме 20первого и последнего, сумматор и блок сравнения, (1 -1) последовательно соединенныетретий умножитель второй фильтр, второйинтегратор и четвертый умножитель, а впоследнем канале1 -1) последовательно 25соединенные третий умножитель, второйфильтр, второй интегратор и четвертый умножитель, причем в каждом канале выходыфункционального преобразователя и четвертых умножителей через сумматор соедине- ЗОны со вторыми входами соответствующихтретьих умножителей, выход сумматора вовсех каналах, за исключением последнего,соединен непосредственно и через соответствующий второй умножитель и блок срав35пения со входами соответствующего первого умножителя, а первый вход блока сравнения каждого канала соединен с первымивходами соответствующих третьего и четвер-.40того умножителей пЬследующих каналов.На чертеже показана блок-схема устройства.Устройство содержит функциональныепреобразователи 1, первые умножители 2,вторые умножители 3; первые фильтры 4,вторые фильтры 5, первые интеграторы 6вторые интеграторы 7, третьи умножители8, четвертые умножители 9,сумматоры 10,блоки сравнения 11,50В описании приняты следующие обозначения: К- входные сигналы, поступающиес объекта, ф- выходной сигнал вторыхблоков умножения, Я+ - выходной сигналсуммат,ора последнегв канала, Ц- опорныйсигнал,Устройство работает следующим образом.Функциональные преобразователи 1 преобразуют наблюдаемые координаты объектаХ ХХ образуя на своих выхо Ядах систему линейно независимых сигналов,4в общем случае неортогональных и ненормир ованных.Сначала нормируется,выходной сигнал функционального преобразователя 1 первого канала. Для этого выход функционального преобразователя 1 связан со входом умно- жителя 3 того же канала, на другом входе которого формируется нормирующий множитель. Полученный таким образом сигнал ц 1, подается на" вход блока сравнения, где происходит сравнение его с опорным сигналом. Выход блока сравнения связан с одним из входов умножителя 1 цепи настройки которая формирует на своем выходе нормирующий множитель. При атом минимнзируетсся средний квадрат сигнала на выходе схемы сравнения, Удовлетворяющий атому условию сигналбудет нормирован, т,е. его среднеквадратичное отклонение будет равно единице, Сигнал ф 1 является выходным сигналом первого канала. Полученный таким обра-. зом сигнал(рзатем подается на соответствующие входы третьего и четвертого умножителей всех последующих каналов.Во втором канале сигнал с выхода четвертого умножителя 9 поступает на вход сумматора 10, на другой вход которого.поступает сигнал с выхода функционального преобразователя 1 второго канала, Среднеквадратичное отклонение полученной суммы с помощью цепи настройки, формирующей на своем выходе множитель, зависящий от фминимиэируется, При этом условии сигнал на выходе сумматора 1 второго канала становится ортогональным с выходным сигналом ц) первого канала. Выходной сигнал сумматора 10 второго канала нормируется аналогично выходному сигналу функционального преобразователя 1 первого канала, Выходной сигнал (р второго умножителя 3 второго канала является выходным сигналом второго канала.Далее, полученные сигналы (ри ц) п ступают на соответствующие входы третьих и четвертых умножителей 8,9 третьего канала. Выходные сигналы четвертых умножителей 9 поступают на входы сумматора 1 О третьего канала, на один иэ входов которого подается также сигнал с выхода функционального преобразователя 1 того же канала. Выходной сигнал сумматора с помощью двух цепей настройки, связанных своими выходами со входами соответствующих умножителей третьего канала, ортогонализируется с р и Ч) и затем так же,как и ранее, нормируется. Таким образом, на выходе второго умножителя 3 третьего канала формируется сигнал (ркоторый является выходным сигналом третьегоканала.Сигналы 1 д, (р1 р и выходной сигнал функционального преобразователя 1 четввртого канала участвуют в формированиисигнала Ч 3 4 ортогонального с (Р, Ч)Рэ: и т,д вплоть до сигнала цэортогонального с сигналами (р (уЧиСигнал Ц нет необходимости нормировать. Он представляет собой рассогласование Я;удовлетворяющее поставленной 16цеди, - средний квадратминимален;При этом, квк видно из чертежа, выходыфункциональных преобразователей 1 всехканалов участвуют в формировании Я, влинейной форме. Весовые коэффициенты каждого иэ базисных преобразователей в этойлинейной форме легко подсчитываются позначениям коэффициентов, полученных на1умножителях, участвующих в формированиисигналов фц)1120Предлагаемое устройство позволяет повысить точность и быстродействие идентификации объекта по сравнению с известнымустройством3 . Это повышение особенно значительно при большом числе параметров модели, когда выходы ее функциональных пре обраэователей существеннонеортогональны. Кроме того предлагаемоеустройство имеет более широкие функциональные возможности по;кольку во-первых,сформированные в ием сигналы (р; могутбыть использованы дл принятия решенияо минимальном исле преобразователей,необходимых для аппроксимации объекта сзаданной точностью, и, во-вторых, появля 35ется воэможность идентификации объектов,в которых разделение контролируемых ситналов на входные и выходные провестиневозможно или нецелесообразно,40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1Авторское свидетельство СССРЖ 378802, кл. С 05 В 13/02 1971.2. Авторское свидетельство СССРМ 429415, кл. Ст 05 3 17/02 1972.3. Теория непрерывных автоматическихсистем и вопросы идентификации трудыШКонгресса ИфАК, МНаука, 1971,с. 306-310,ф ормула изобретения Многоканальное устройство для иденти 45фикации объекта управления, содержащее сумматор, блок сравнения и И каналов,каждый из которых содержит функциональный преобразователь н последовательносоединенные первый умножитель первыйфильтр, первый интегратор и второй умножитель причем выход функциональногопреобразователя первого канала соединеннепосредственно и через второй умножитесьи блок сравнения со входами первого умножителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышейия точности устройстъва в ием дополнительно установлены( 1 -1) последовательно соединенныетретий умножнтель, второй фильтр, второйинтегратор н .четвертый умножнтель, а впоследнем канале 1 1 -1) последовательно соединенные третий умножитель второйфильтр, второй интегратор и четвертый умножителъ, причем в каждом канале выходы функционального преобразователя и четвертых умножителей через сумматор соединены со вторыми входами соответствующихтретьих умножителей, выход сумматора вовсех каналах, эа исключением последнего,соединен непосредственно и через соответствующий второй умножитель и блок сравнения со входами соответствующего первогоумножнтеля, а первый вход блока сравнениякаждого канада соединен с первымн входами соответствующих третьего и четвертогоумножителей последующих каналов.602916 С:атавитель Ю. ГладковТрофимова Техред А, Алатырев Корректор Н. Яцемирскаа актор писноевета Министрткрцтийнаб., д. 4/6филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,акав 1848/43Тираж 1033 Под БНИИПИ Государственного комитета Со по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раущская