Устройство для идентификации параметров динамического процесса

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 243780 (21) 2961633/18-24с присоединением заявки М(23) Приоритет -Опубликовано 300782. Бюллетень Мо 28 РЦМ. Кп. С 05 В 17/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(068.8) Дата опубликования описания 300782(71) Заявитель ХЛ ХС Г:.,.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРИБТРОВ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Изобретение относится к идентификации переменных состояния Физического процесса и может быть использовано для их оценки в условиях действия сигналов помехи.Известен управляемый фильтр,содержащий последовательно соединенные элемент сравнения, ограничительи интегратор, выход которого соединен с инвертирующим входом элементасравнения, и цепь управления уровнемограничителя и коэффициентом передачи интегратора, вход которой соединен с выходом элемента сравнения (.1.Недостатком этого устройства является невысокая точность оценкисигнала параметра физического процесса.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являетсясистема идентификации, содержащаяпоследовательно соединенные блок измерения параметров динамического про-,цесса и его динамическую модель 2 (.25Недостатком известного устройстваявляется невысокая тбчность и помехоустойчивость при действии сигналовпомехи с ненулевым математическиможиданием.30 Цель изобретения - увеличение точности идентификации и увеличение помехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены управляемые ограничители по числу сигналов коррекции модели, входы которых соединены с вторыми выходами блока измерения параметров динамического процесса, а выходы - с вторыми входами модели динамического процесса, выходы которой соединены с управляющими входами соответствующих ограничителей.На фиг. 1 представлена обо;ая схема системы идентификации параметров Физического процесса; на фиг. 2 показан пример реализации устройства для случая идентификации одного параметра; на Фиг. 3 представлен фильтруемьй сигнал.Устройство (фиг. 1 и 2 вктьчает блок 1 измерения параметров физического процесса (в дальнейшем - блок 1 измерения), модель 2 динамического процесса (в дальнейшем - модель 2), управляемый ограничитель 3 изменения величины сигнала (в дальнейшем - ограничитель 3), измеритель 4 физического параметра Х (в дальнейшем -измеритель 4), измеритель 5 скорости изменения Физического параметра Х (в дальнейшем - измеритель 5 скорости), интеграторы б и 7, сумматоры 8 и 9.В устройстве для идентификации параметров динамического процесса (Фиг. 1) К выходов блока 1 измерения соединены с К входами модели 2, имеющей е(всд) выходов сигналов УлОстальные и-К выходы блока 1 измерения соединены через ограничители 3 с остальными и-К входами модели 2. Управляющие входы ограничителей 3 соединены с соответствующими выходами модели 2. 15В устройстве, представленном на фиг. 2, блок 1 измерения содержит измеритель 4 величины физическогэ параметра, выход которого соединен через ограничитель 3 с первым входом 7 О модели 2, и измеритель 5 скорости, выход которого соединен с вторым входом модели 2. Выход сигнала модели 2 соединен с управляющим входом ограничителя 3. Модель 2 содер жит два интегратора б и 7, соединенных последовательно через сумматор: 9 и через который интегратор 7 охвачен цепью отрицательной обратной связи, Общая цепь отрицательной обратной связи замкнута через сумматор 8. Первым входом модели 2 является один из входов сумматора 8, а вторым - объединенные третьи входы сумматоров 8 и 9.Блоком 1 измерения формируются сигналы величины параметров физиЪ ческого процесса. Часть из них (сигналы ХХ 1 поступают с выходов 1(1)К(1) блока 1 измерения на входы 1(2)К(2) устройства, модели 4 О рубящего Физический процесс (модель 2) Остальные сигналы Х)С+л Хи поступают на входы ограничителей 3. Выходные сигналы ограничителей 3 поступают на входы К+1(2)п(2) модели 2, 45 Выходными сигналами модели 2 производится управление ограничителями 3.Уравнение статической характеристики ограничителя 3 имеет вид С) Р ОЬ, -О,я,р+ф 5 Оо 1 Р "Оср 1 Оь)с фФ с)уцрТу-- сл,ЮРО, 55 "ьи ф "ы -"пРосР Ь 11 оср ПРон р где О с,ср ( с ) - сигнал, поступающий на вход огРаничителЯ, О Еи ср (с) гыходной сигнал ограничителя 3, 6 О О,)р (с) -управляющий сигнал ограничителя 3, О, О;, -соответственно,фОфР максимальный и минимальный уровни ограничителя, Ь - величина линейной ф зоны ограничителя 3. 65Если сигналы ХХ предстаК+4 вить в видеХ;Ю-Х,.Ь) РМ где "Хс) - полезная составляющая сигнала Х 1(с), Щ (с) - сигнал помехи, то задачей идентификации является получение - исходя иэ выбранного критерия качества - наилучших оценок Я (С) сигналов ХЬ(с)Сигнал ф(с) можно условно представить в зидефФ=+3где (с) - высокочастотная составляющая сигнала,04(с), 3 (с) - низкочастотная составляющая сигнала Ф.(с).Модель 2, которая выполнена на основе динамического фильтра (например, на основе Фильтра Калмана), проектируется таким образом, чтобы обеспечить Фильтрацию сигнала Х(с) при действии сигнала помехи (с). Для подавления сигнала (с) служат ограничители 3 совместно с линейной частью устройства идентификации.Рассмотрим пример реализации предлагаемого изобретения для случая динамической Фильтрации одного сигнала.В системе идентификации (фиг. 2) выходные сигналы блоков 3(сигнал О,), 4 (сигнал О 4) и 5 (сигнал 07 пред: ставимы в виде О =х +с И)фут, О, =)о(;)ф+у(+), 5=хо , где ) (с) - высокочастотный сигнал помехи измерителя 5 скорости.Задачей Фильтрации явю.яется получение оценки Х(с) сигнала Х(С),Согласно структурной схемы (Фиг.2) сигнал О 7 (или сигнал оценки Х(с) ) по окончании переходного процесса - при условии у (с)=0 - имеет вид 7 0 7 (1)7 7, где (в операторной Форме))9-6 7 Р) с 1с 1ф 9-7 Р+1 с9-61(Р) - сигнал помехи на выходе ограничителя 3.Уравнение (1) справедливо приследующих соотношениях коэффициентов передачи (фиг. 2): К =К =1, В-З КВ"9 6 К 11 мея априорную информацию о спектральных характеристикам сигналов с) и ф),с) коэфФициенты КК .и К 9.6 при проектировании выбир;ются таким образом, чтобы получить необходимое подавление указанных сигна(Риг Г Составитель А, ЛащевРедактор Е. Папп Техред М. Рейвес Корректор Ю. Макаренк Заказ Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул, Проектная 5650/71 Тираж 914 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, 1 К, Раушсмитет открыт ая наб ПодписноСССРйд, 4/5