Устройство для управления многопараметрическим объектом

(22) Заявлено 26,02,76 121) 2327343/1 05 ирнсоединением осудерственнмй комитет СССР оо делам изеоретеиий и открытий(72) Авторы изобретения В, В. Захаров и В. М, Хлопов Научно-нсследовательски Томском политехническо 71) Заявите УПРАВЛЕНИЯ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИ ОБЪЕКТОМ 54) УСТРОЙСТВО случаях практики оказывается недостаточным для управления гопараметрическими обьектами, работаюшими в импульсном режиме.Из известных устройств наиболее близким по технической сушности является устройство, описанное в 2 .Это устройство содержит последовательно соединенные блок аналого-цифровых преобразователей,ЭВМ, блок ЦАП и суммирующие операционные усилители, а также содержит блок управления, соединенный с источником синхроимпуль-, сов обьекта, с электронной вычислительной машиной и с блоком аналого-цифро-, вых преобразователей, измерительные входы которого подключены к источникам аналоговой информации о выходных параметрах обьекта и к выходам операционных усилителей, подключенным к исполнительным механизмам обьекта.Недостатком данного устройства является малое быстродействие при управлении многопараметрическими обьек-,мно Изобретение относится к области управления обьектами с помошью электронных вычислительных машин (Э ВМ ) и предназначено для управления многопараметрическими объектами, работаюши ми в импульсном режиме и не имеющи. ми математического описания в обширной области изменения переменных,Известны устройства управления обьектом Я,12, состоящие из ЭВМ, датчика параметров, устройств сопряжения, цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) и исполнительных механизмов. Датчик выдает информацию о параметрах объекта, Информация вводится через устройства сопряжения в ЭВМ. Сигналы кор. рекции от ЭВМ через ЦАП управляют обьектом.Указанные устройства наиболее эффективны при управлении обьектами с небольшим числом переменных, с заданным математическим описанием во всем диапазоне изменения переменных. Быстродействие этих устройств во многих нститут ядерной физикиинституте им, С, М, Кироватами, работаюгцими в импульсном режиме и не имеюшими математического описания в обширной области изменения переменных, Связано это с тем, что применяемые в подобных ситуациях для управления статистические методы поиска основаны на генерации равномерно распределенных в пространстве упраъ. пяюших переменных точек. При такой органиэации методов управления значительное время тратится как на получение программным путем заданного числа вариантов управления случайных значений параметров объекта, так и на установку этих значений параметров через канал обмена информацией ЭВМ с ЦАП, Время Т, необходимое для этих операций, сравнимо с временем Т по выработке в ЭВМ собственно управляюших воздействий на основе методов оптимизации статистического типа и может суцеСтвенно превысить последнее при большом числе управляюгцих параметров. Вследствие етого, суммарное время Т +Т выработки управляюццего воздействия может превысить временной интервал между двумя (тремя и т,д,) очередными наблюдениями объекта. Последнее означает, что управпяюшее устройство сможет испольэовать лишь каждый второй (третий и т,д.) иЪйульс выхода что,естественно, ухудшает качество управления, а в неко.орых случаях сделает управление полностью невозможным.Целью изобретения является повышение быстродействия управпяюшего уст ройства, создание такого устройства управления объектом на базе ЭВМ, которое обеспечивало бы,управление многопараметрическим объектом, не имеющим математического описания в обширной области изменения переменных и работающим в импульсном.режиме с высокой частотой.Поставленная пель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены цифровые управляемые сопротивления, блок управления коэффициентами и блок генераторов случайных сигналов, синхронизируюший вход которого подключен к выходу блока управления, а выходы через цифровые управляемые сопротивления подключены ко вторым входам суммируюших операционных усилителей, входы блока управления коэффициентами подключены к выходам электронной вычислительной машины, а выходы соединены с управляюшими входами цифровых управляемыхсопротивлений.На чертеже представлена структурнаясхема устройства управления на базеЭВМ, 1 - измерительные входы, 2 блок аналого-цифровых преобразователей,13 - выходы датчиков выходных параметров обьекта, 4 - выходы операционныхусилителей, 5 - операционные усилители,6 - входы исполнительных механизмовобъекта, 7 - выходы блока аналого-цифровых преобразователей, 8 - электроннаявычислительная машина, 9- вход блокауправления, 10 блок управления, 11 выход источника синхроимпульсов обьекта, 12, 13, 14 - шины связи блока управления 10 с блоком 2, 15, 16, 17 шины связи блока 10 с ЭВМ 8, 18 -синхрониэируюший выход блока управления, 19 - вход генератора случайныхсигналов, 20 - блок генераторов случайных сигналов, 21 - блок ЦАП, 22 шины связи блока 21 с ЭВМ 8, 23 выходы блока 21, 24 - входы опера 5ционных усилителей 5, 25 - блок управления коэффициентами, 26 - шинысвязи блока 25 с ЭВМ 8, 27 - цифровые управляемые сопротивления, 28 -селектируюшие шины, 29 - кодовые шины, 30 - входы цифровых управляемыхсопротивлений 27, 31 - выходы блока20, 32 - выходы управляемых сопротивлений 27, 33 - входы операционных усилителей 5,35 40 45 50 55 Сушество предложения заключается в том, что реализация поиска требует обращения ЭВМ к блоку ЦАП управления коэффициентами только лишь для задания исходной точки поиска и средних амплитуд генераторов случайных чисел для каждого параметра, При реализации последующих точек поиска время ЭВМ не расходуется на задание параметра точки через блок ПАП. Значение параметров точки получается суммированием операционными усилителями значений параметров исходной точки, заданных блоком ИАП со значениями параметров, задаваемых генераторами случайных сигналов. Время ЭВМ тратится только на опрос блока аналого-цифровых преобразователей. В результате быстродействие устройства повышается.Работает устройство следуюшим образом. В начаяе работы устройства ЭВМ 8 через блок ЦАП 21 и операционные усилители 5 задает параметры исходной точки поиска. Причем, предварительноЭВМ 8 через блок управления коэффициентами 25 задает во все цифровые управляемые сопротивления (ЦУС) 27коаффициенты равные нулю, Поэтому случайные уровни напряжения с блока гене. раторов случайных сигналов 20 не поступают на входы ЗЗ операционных усилителей 5, Таким образом задается исходная точка поиска.Очередной синхроимпульс объекта10(вход 11 устройства) запускает по вхо ду 9 блок управления 10. Блок управления 10 по шине 12 подает команду напреобразование аналоговой информациио входных и выходных параметрах обьекта, поданной на измерительные входы 1блока аналого-цифровых преобразователей 2. Блоком 2 по шине 13 в блокуправления 10 выдается сигнал о концепреобразования. По атому сигналу импульсы опроса, поступающие по шине15 из ЭВМ 8, преобразуются в импульсы "готовность блока АЦП и по шине16 подаются в ЭВМ 8. ЭВМ 8 по шйне17 посылает в блок управления 10 команду на ввод информации. Блок управления 10 по шине 14 дает блоку аналого-цифровых преобразователей 2 ко-.манду фЧтение", по которой информацияо номерах параметров и их значенияхпо шинам 7 вводится в ЭВМ 8, Аналогичным образом происходит ввод информации во всех последующих циклах работы объекта.ЭВМ 8 анализирует информацию опараметрах обьекта и с помощью блокауправления коаффициентвми 28 устанавливает во всех ЦУС 27 коаффициенты,которь 1 е определяют средние значенияслучайных сигналов 20 через ЦУС 27 . 4 Онв входы 33 операционных усилителей5, Случайные уровни напряжений с выходов 31 блока генераторов случайныхсигналов 20 меняются синхронно с сиг.налами выхода 18 блока управления 10 4и в течение цикла работы обьекта остаются постоянными. Значения параметраисходной точки, заданной блоком ЦАП21, суммируются операционными усилителями 5 с выходными сигналами блокагенераторов случайных сигналов 20 ис выходов 6. устройства подаются на исполнительные механизмы обьекта,Таким образом, задав с помощьюЭВМ 8 исходную точку поиска и значения коэффициентов цифровых управлявмых сопротивлений 27, устройство позволяет подучить в дальнейшем необходимое количество случайных точек в пространстве управляющих параметров обьекта, с заданным средним значением разброса, без затрат машинного времени.Время ЭВМ 8 тратится лишь нв ввод информации о параметрах обьекта, ее обработку и выработку в ЭВМ 8 собственно управляющих воздействий на основе методов оптимизации статистического типа.Использование изобретения позволяет значительно сократить время, затрачиваемое ЭВМ на задание точек поиска в пространстве параметров объекта, а следовательно; повысить и общее быстродействие системы.ф о р м у л а изобретенияУстройство для управления многопараметрическим обьектом, содержащее последовательно соединенныеблоканалогоцифровых преобразователей, вычислительный блок, блок цифроаналоговых преобразователей и суммируюше-операционные усилители и блох управления, соединенный с датчиком синхроимпульсов обьекта и с блоком аналого-цифровых преобразователей, измерительные входы которого подключены к датчикам выходных параметров обьекта и к выходам операционных усилителей, подключенным к исполнительным механизмам обьекта, о т д и ч в Ю ш е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены цифровые управляемые сопротивления, блок управления коэффициентами и блок генераторов случайных сигналов, синхронизирующий вход которого подключен к выходу блока управления, в выходы через цифровые управляемые сопротивления, подключены ко вторым входам суммирующих операционных усилителей, входы блока.управ-. ления коэффициентами подключены к выходам вычислительного блока, а выходы соединены с управляющими входами цифровых управляемых сопротивлений.Источники информации, принятые во внимание при акспертизе1. Материалы П 1 Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований, Л изд. ЛИЯФ, 1974, с. 450, .2, Патент Франции Мо 2178762, кл, С 05 8 15/00, В 64 С 19/00, 1973.646307 сСоставитель Г, НефедоваРедактор Э. Губницкая. Техред М. Борисова Корректор Л. Неб Заказ 1 исно 10/37 Т ЦНИИПИ Государст по делам иэоб 113035, Москва, Ж 3ираж 1014 Подлвенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/ Патент, г. Ужг д, ул, Проектная, 4 иа