Беспоисковая самонастраивающаяся система

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик вв 991372(Щ М. Кп. с присоединением заявки Мо -О 05 В 13/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 230183(54БЕСПОИСКОВАЯ САМОНАСТРАИВА 2 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при по-строении самонастраивающихся систем,Известны самонастраивающиеся сис"темы, содержащие объект управления,Фильтры сигнала, двухполупериодныйвыпрямитель, устройство переменногокоэффициента и параметрическую обратную связь 1 ,Однако эти система сложные, ониобладают .низкой надежностью, вызванной применением сложных схем, а также низкой помехозащищенностью и быстродействием, которые определяютсяФильтрами, вызывающими изменение частоты автоколебаний, что воспринимается цепью самонастройки как изменение коэффициента объекта регулирования, а значит, ухудшает качествопроцесса самонастройки и снижаетФункциональные возможности систем.Накболее близкой по техническойсущности к изобретению является система, содержащая датчик регулируемойвеличины, объект регулирования, эталонную модель, устройство переменного коэффициента, выпрямительи Фильтры, источники эталонных величин и регулятор 2 1." Однако известные системы также сложные, обладают низкой надежностью, требуют большого количества эталонных элементов, они неустойчиво работают прн поступлении на вход сигнала, из-. меняющегося по линейному закону, сколебаниями небольшой амплитуды. Эти системы имеют низкую помехозащищенность и быстродействие, определяеиые полосой пропускания Фильтров и требуют периодической регулировки параметров, что снижает их функциональные возможностиЦелью изобретения является.расширение функциональных воэможностей и повышение надежности, помехозащищенности и быстродействия.для достижения этой цели в системе, содержащей регулятор, подсоединенный параллельно объекту управления, регулятор содержит модели положительного и отрицательного сенсоряых нейронов, первую и вторую модели положительных ассоциативных нейронов, первую и вторую модели отрицательных ассоциативных нейронов, модель эфФекторного нейрона и источник задания постоянного порога нейронов, модель эффекторного нейрона и источник задания постоянного порога нейронов, 991372отрицательная шина которого соединена с тормозящими пороговыми входамипервой и второй моделей положительных ассоциативных нейронов, а положи"тельная шина - с тормозящими пороговыми входами первой и второй моделей 5отрицательных ассоциативных нейронов, подключенных своими выходами соответственно к первому возбуждаемому и первому тормозящему входам модели эффекторного нейрона, выход ко- Яторой является входом беспоисковойсамонастраивающейся системы, а выходмодели положительного сенсорного ней-,рона подключен к своему тормозящемувходу и к первым возбуждающим вхо-,дам первой и второй моделей положи,тельных ассоциативных нейронов,при-,чем выход первой модели положительного ассоциативного нейрона подключен к второму возбуждающему входу модели эффекторного нейрона и к второму возбуждающему входу второй моделиположительного, второй модели отрицательного и первой модели отрицательного ассоциативных нейронов, авыход второй модели положительногоассоциативного нейрона подключен квторому тормозящему входу модели эффекторного нейрона, к второму возбуждаюцему входу первой модели положительного ассоциативного нейрона и к ЗОтретьим возбуждающим входам первой ивторой моделей отрицательных ассоциативных нейронов, выход первой моделиотрицательного ассоциативного нейронасоединен с третьими возбуждающими вхо 35дами первой и второй моделей. положительных ассоциативных нейронов и кчетвертому возбуждающему входу второймодели отрицательного ассоциативногонейрона, выход которой соединен с 40четвертйми возбуждающими входами ассоциативных моделей нейронов, приэтом выходы моделей ассоциативных нейронов подключены каждый к своему пятому тормозящему входу, а возбуждающие входы моделей положительного иотрицательного сенсорных нейронов итретий возбуждающий вход модели эффекторного нейрона и вход объекта управления объединены.50На чертеже изображена функциональная схема беспоисковой самонастраивающейся системы,Беспоисковая самонастраиваюцаясясистема содержит модели 1 и 2 соЮветственно положительного и отрицательного сенсорных нейронов, входыкоторых объединены, а выходы соответственно соединены с возбуждающими входами первой 3 и второй 4 моделей положительных ассоциативных ней Оронов, и входами первой 5 и второй 6моделей отрицательных ассоциативныхнейронов. Выходы названных моделей3-6 ассоциативных нейронов подключены соответственно к возбуждающим и 65 тормозящим входам модели 7 эффектив ного нейрона, а пороговые входы - к источнику 8 задания постоянного по- рога нейронов 8. Выход модели 7 эффекторного нейрона через объект 9 управления. соединен с входами моделей сенсорных нейронов.Система работает следующим образом.При подаче питающего напряжения в системе устанавливается режим опросовнх автоколебаний, амплитуда которых определяется эффективным порогом моделей 3-6 положительных и отрицательных ассоциативных нейронов, а частота - постоянным времени объекта. Передаточная Функция такой структуры равнаК(Р) -Кн(Ь+РАТ ),где Кнм - статический коэффициентусиления сети нейронныхмоделей;Тнм - постоянная времени сетинейронных моделейкоэффициент адаптации.Любая вариация амплитуды автоколебаний системы, связанная с отработкой внешних возмущений или изменением параматров объекта регулирования,приводит к выработке моделями 3-6 ассоциативных нейронов корректирующихСигналов, поступающих в систему наобъект 9 управления через модель 7эффекторного нейрона. Корректирующиесигналы численно равны превышению надэффективным порогом сигналов, характеризующим скорости нарастания (модели 3 и 5 ассоциативных нейронов, выделяющие производные по переднемуфронту) и спадания (модели 4 и б ассоциативных нейронов, выделяющие производные по заднему фронту) от сигналов, поступающих с моделей 1 и 2 сенсорных нейронов, осуществляющих селекцию по полярности,Таким образом, модель нейроновойсети осуществляет. нелинейное скоростное демпфирование автоколебаний взамкнутой системе, приводящее к удержанию амплитуды автоколебаний науровне, близком к величине Я, определяемой источниками 8 задания постоянного порога нейронов.Обмен сигналами моделями З-б ассоциативных нейронов через цепи адаптации приводит к пропорциональномууменьшению эффективного порога, чтоспособствует несущественному изменению амплитуды спросовых автоколебаний при значительных изменениях параметров объекта регулирования. Поскольку сеть нейронных моделей формируетуправляющие сигналы, функциональнозависящие только от скорости изменения сигнала в системе регулированияи управления, статический коэффициент названнбй сети является иеизменсФормула изобретения ным и, следовательно, режим спросовых автоколебаний, обеспечивая высо" кие динамические параметры системы, не влияет на ее точностные показатели.Таким образом, предложенная беспоисковая самонастраивающаяся систе ма обеспечивает высокие, статические и динамические показатели, надежность, помехозащищенность, быстродействие и широкие Функциональные возможности при управлении объектами, параметры 1 О ,которых изменяются .на величину более двух порядков. Беспоисковая самонастраивающаяся система, содержащая регулятор, подсоединенный параллельно объекту управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, помехозащищенности и быстродействия системз, в ней регулятор содержит модели положительного и отрицательного сенсорных нейронов, первую 25 и вторую модели положительных ассоциативных нейронов, первую и вторую модели отрицательных ассоциативных нейронов, модель эФФекторного нейрона и источник задания постоянного.порога нейронов, отрицательная шина которого соединена с тормозящими пороговыми входами первой и второй моделей положительных ассоциативных нейРонов, а положительная шина - с 35 тормозящими пороговыми входами первой и второй моделей отрицательных ассоциативных нейронов, подключенных своими выходами соответственно к первому возбуждаемому и первому тормозящему входам модели эфФекторного нейрона, 40 выход которой является входом беспоисковой самонастраивающейся системы, а выход модели положительного сенсорного нейрона подключен к своему тормозящему входу и к первым возбуждающим входам первой и второй моделейположительных ассоциативных нейронов,причем выход первой модели положительного ассоциативного нейрона подключен к.второму возбуждающему входу модели эФФекторного нейрона и к второмувозбуждающему входу второй модели положительного, второй модели отрицательного и первой модели отрицательного ассоциативных нейронов, а выходвторой модели положительного ассоциа-.тивного нейрона подключен .к второмутормозящему входу модели эФФекторного нейрона, к второму возбуждающемувходу первой модели положительногоассоциативногонейтрона ик третьимвозбуждающим входам первой и второймоделей отрицательных ассоциативныхнейронов, выход первой модели отрицательного ассоциативного нейрона соединен с третьими возбуждающими входа- .ми первой и второй моделей положительных ассоциативных нейронов и к четвертому возбуждающему входу второй моде ли отрицательного ассоциативного нейрона, выход которой соединен с четвертыми возбуждающими входами ассоциативных моделей нейронов, при этом вы-ходы моделей ассоциативных нейроновподключены каждый к своему пятомутормозящему входу, а возбуждающиевходы моделей псложительного и отрицательного сенсорных нейронов и третий возбуждающий вход модели эФфекторного нейрона и вход объекта управления объединены.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Самонастраивающиеся системы.Под ред, П.И.Чинлева. Киев, "Науковадумка", 1969, с.380-382,2. Козлов Ю.М, и Юсупов Р,М, Беспоисковые самонастраивающиеся системы. М.-Л., фНауками, 1969, с. 253-270991372 Составитель А.Лащевактор Т.Кугрышева Техред И.Гайду каренко 5 ая, 4 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Пр каз 131/65 ВНИИПИ Го по дела 113035, мТираж 872дарственного иэобретений иква, Ж, Ра митета Сткрытийокая наб орректор одписное