Устройство для идентификации линейного объекта

Щй;д ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тг. 1 у1 ЯЯЯ.1 " ",ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Райбман Н.С., Чадеев В М. Построение моделей процессов производства. М.: Энергия, 1975, с.16.Авторское свидетельство СССР 9 1012209, кл. О 05 В 23/02, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИНЕЙНОГО ОБЬЕКТА(57) Изобретение относится к управлению объектами и служит для идентификации линейных стационарных объектов при сильной коррелированности входных сигналов. Целью изобретения является повышение точности и быстро действия устройства для идентификации линейного объекта в нестационарном режиме работы. Устройство содержит схему определения параметра ортогонализации= 1/Ядп ср , гдеЧ - угол между текущим и предыдущим векторами входных сигналов,реализованную цепочками последовательно соединенных блоков 22, 23, 24,25 и 12, 19, 20, 21, которая обеспечивает на каждом такте идентификации большую точность попадания настраиваемьм параметров модели в область точки истинных значений параметров объекта, тем самым обуславливая высокое быстродействие устройства. Увеличение точности идентификации достигается трехшаговым процессом ортогонального проектирования.5 О 15 У= СХК с 20 Изобретение относится к управлению стационарными и нестационарными объектами и может найти применение при проектировании сложныхадаптивных систем управления и диагностики нестационарных объектов, например, в ядерной энергетике, химии,авиации и т.д.Целью изобретения является повьппение точности и быстродействияустройства при идентификации неетационарных объектов.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для идентификации линейного объекта,Устройство для идентификации линейного объекта содержит объект 1идентификации, первый блок 2 множителей, блок 3 интеграторов, второйблок 4 множителей,первый сумматор 5,второй сумматор 6, первый делитель7, первый множитель 8, первый блок9 квадраторов, третий сумматор 10,блок 11 логики, третий блок 12 множителей, блок 13 задания коэффициента, первый блок 14 задержки, первыйблок 15 переключателей, программныйблок 16, второй блок 17 задержки,второй блок 18 переключателей, четвертый сумматор 19, квадратор 20,пятый сумматор 21, второй блок 22квадраторов, шестой сумматор 23,второй множитель 24 и второй делитель 25. Устройство для идентификации линейного объекта работает следующим образом.Устройство выдает значения параметров на каждом периоде времени й,. Работа устройства в пределах каждого периода времени Ьь разделяется на четыре такта, длительность каждого такта определяется длительностью Ь тактовых импульсов, вырабатываемых генератором тактовых импульсов в программном блоке 16.В начальный момент времени на выходах программного блока 16 и блока 11 логики выдаются сигналы "0", на входах и выходах объекта 1 идентификации сигналы отсутствуют, на выходах всех остальных блоков сигналы также отсутствуют, выходы устройства, соответствующие вторью выходам блока 3 интеграторов, заблокированы путем подачи на управляющий вход 25 30 35 40 45 50 55 последнего сигнала "0" с второго выхода блока 11 логики.На первом такте работы устройства на входы объекта 1 идентификации поступают входные сигналы Х, где Х - вектор входных сигналов, размерностью Н; К - номер такта (в данном случая К = 1); Х - число, одновременно подаваемых входных сигналов. С выхода объекта 1 .идентификации поступает сигнал, соответствующий описанию где К - номер такта (К=1);С - вектор значений параметровобъекта, размерность И;"Т"- знак транспортирования век"тора;У - скалярное значение выходаобъекта 1 идентификации.На выходах программного блока 16 появляются сигналы "01 ", вызывающие появление на первом и втором выходах блока 11 логики сигналов "1" и "0" соответственно. Сигнал "1" с первого выхода блока 11 логики поступает на управляющие входы первого 15 и второго 18 блоков переключателей, вызывая в них соединение первых входов с первыми выходами и первого входа с выходом соответственно. Вторые и третьи входы и вторые выходы в первом блоке 15 переключателей и второй вход второго блока 18 переключателя заблокированы. На первых выходах первого 14 и второго 17 блоков задержки сигналы отсутствуют, поэтому и они отсутствуют на выходах всех остальных блоков устройства. Выход устройства заблокирован сигналом "0" с второго выхода логического блока.На втором такте работы устройства на выходах: программного блока 16 появляются сигналы "1 О" и работа устройства осуществляется, как и на первом такте. На третьем такте из программного блока 16 поступают сигналы "11", и с первого и второго выходов блока 11 логики поступают сигналы "1" и "1" соответственно. Хотя с первых выходов первого 14 и второго 17 блоков задержки поступают сигналы Х, и У, соответственно, идентификация объек. та на этом такте не проводится, поскольку входы и первые выходы бло(3) 50 где К=4,ка 3 интеграторов заблокированы управляющим сигналом "1", поступающим с второго выхода блока 11 логики, а на выходе устройства выдается век 5 тор (начальных) значений параметров СИдентификация начинает проводиться устройством с четвертого такта, На четвертом такте работы устройства на входах объекта 1 идентификации, на третьих входах первого блока 15 переключателей появляются сигналы Х 4, на вторых выходах первого блока 14 задержки и вторых входах первого 15 блока 15 переключателей - сигналы Х ; на выходе объекта 1 идентификации и втором входе второго блока 18 переключателей - сигнал УИз программного блока 16 посту пают на входы блока 11 логики сигналы "00", на выходах последнего такде появляются сигналы "0","0". Эти управляющие сигналы осуществляют перевод блока 3 интеграторов в ре жнм интегрирования и вызывают на первых и вторых выходах первого блока 15 переключателей сигналы Х и Х соответственно, а на выходе второго блока 18 переключателей - сиг нал У .Второй блок 4 множителей, на первые входы которого поступают иэ блока 3 интеграторов векторы начальных значений оценок параметров С а на вторые входы - Х 4, и первый сам матор 5 реализует математическую модель объекта 1 идентификации7 = Ск.л Х(2) где К - в данном случае номер такта К = 4Сигнал У поступает на первый вход второго сумматора 6, на второй вход которого с выхода второго блока 18 переключателей поступает выходной сигнал объекта 1 идентификации Т С выхода второго сумматора 6 поступает сигнал гдеК=4.Последовательно соединенные первый блок 9 квадраторов, на входы которого поступает вектор входных сигналов Х 4, и третий сумматор 1 О реализуют определение квадрата евклидовой нормы указанного вектора входных сигналов. где К 4.Сигнал 11 Х 1 поступает на второйвход первого делителя 7, на первыйвход которого поступает сигнал Ь ,определенный согласно выражению (31 .На выходе первого делителя 7появляется сигнал величины приращения где К=4.Сигнал Х , поступая на входы цепочки последовательно соединенных второго блока 22 квадраторов и шестого сумматора 23, вызывает на первом входе второго множителя 24 сиг- нал где К 4.На второй вход второго множителя 24 с выхода третьего сумматора постУпает сигнал 11 Хл , поэтомУ на первый вход второго делителя 25 и второй вход пятого сумматора 21 поступает сигнал где К=4.Цепочка иэ последовательно соединенных третьего блока 12 множителей и четвертого сумматора 19, на вход которого подаются сигналы Х и Х осуществляют скалярное произведение которое возводится в квадрат в квадраторе 20 и поступает затем на первый вход пятого сумматора 21, с выхода которого на второй вход второго делителя 25 поступает сигнал Хк 81 Хк(Хк., Хк) э(9) где К=4.С выхода второго делителя 25 поступает сигналРк х 1111 Х.,1 -(Х"., Х) (О)(14) где ( - угол, между векторами Хи Х. 5 В дальнейшем цепочка последовательно соединенных блоков 22,23,24,25 и цепочка блоков 12,19,20,21 называется схемой для определения.Сигналк(К=4) поступает через 10 блок 13 задания коэффициента (на первый вход которого с первого выхода блока 11 логики поступает сигнал "О") на второй вход первого множителя, на первый вход которого с вы хода первого делителя 7 поступает сигнал величины приращения с к(К=4) Произведение сигналов уЕс выхода первого множителя 8 поступает на первый вход первого блока 2 множи телей, на вторые входы которого поступает вектор входных сигналов Х (К=4), с выходов первого блока 2 множителей сигналк ЕкХк(К=4),поступает на входы блока 3 интеграторов. 25 Таким образом, на 4-ом такте устройство для индентификации линейного объекта работает по алгоритмутЛ Ук Ск ХкСО Х 30к к+ д к Хт кфк где К=4; к определяется из выражения (1). Таким образом, на 5-ом такте устройство работает по алгоритму Л т к-д С- Хк-г к "- тгде К=5.На 6-ом такте работа устройства полностью аналогична его работе на 5-ом такте за тем исключением, что с первых выходов первого 14 и второго 17 блоков задержки снимаются сигналы Х и 7, соответственно;поэтому алгоритм" работы устройства соответствует алгоритму (14) при К=6, На 7-ом такте по сигналу "1 " из программного блока 16 блок 1 логики сигналом "1" с второго своего выхода переводит устройство из режима идентификации в режим выдачи параметров с вторых выходов блока 3 интеграторов.Работа устройства на следующих тактах ничем не отличается от работы на 4-7-ом тактах.Таким образом, за счет определения параметра ортогоналиэации и реализации трехшагового процесса ортогонального проектирования достигается повьппение точности и быстродействия устройства.На пятом такте работы устройства на выходах программного блока 16 появляются сигналы "01", на первом и втором выходах блока 11 логики - управляющие сигналы "1" и "О" соответственно. Сигнал "1", поступая на первый блок 15 переключателей, блокирует вторые и третьи входы и вторые выходы, обеспечивая поступление на первые выходы сигналов Х с первых выходов первого блока 14 задержки. С выхода второго блока переключателей поступает сигнал У снятый с выхода второго блока 17 за" держки. Схема для определения не работает на данном такте, поскольку по управляющему сигналу "1" блок 13 задания коэффициента выдает на второй вход первого множителя 8 сиг- нал(13) к 1 э где К=5.В остальном работа устройства аналогична работе в 4-ом такте.40 50 Устройство для идентификации линейного объекта, содержащее .первый блок множителей, соединенный выходами с входами блока интеграторов, первые выходы которого подключены к первым входам второго блока множителей, а вторые выходы являются выходами устройства, выходы второго блока множителей соединены с входами первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, соединенного выходом с первым входом первого делителя, подключенного выходом к первому входу первого множителя, входы блока квадраторов подключены к вторым входам первого и второго блока множителей, а выходы - к входам третьего сумматора, соединенного выходом с вторым входом первого делителя, третий блок множителей, блок задания коэффициента, первый блок задержки и первый блок перекаочателей Формула изобретения35Заказ 601/43 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 управляющий вход которого соединенс выходом блока логики и входом блока задания коэффициента, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и быстродействияустройства при идентификации нестационарного объекта, оно содержитпрограммный блок, второй блок задержки, второй блок переключателей, четвертый, пятый и шестой сумматоры,квадратор, второй блок квадраторов,второй множитель и второй делитель,программный блок подключен выходами к входам блока логики, второй выход которого соединен с управляющимвходом блока интеграторов, вход второго блока задержки соединен с выходом объекта идентификации, а выход - с первым входом второго блока 20переключателей, второй вход которогосоединен с выходом объекта идентификации, управляющий вход - с первым выходом блока логики, а выход -с вторым входом второго сумматора, 25входы четвертого сумматора подключены к выходам третьего блока множителей, а выход через квадратор - кпервому входу пятого сумматора,входы второго блока квадраторов подключены к вторым выходам первогоблока переключателей и вторым входам третьего блока множителей, авыход через шестой сумматор - кпервому входу второго множителя,второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а выход -с первым входом второго делителя,.подключенного вторым входом к выходу пятого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второгомножителя, первый множитель соединен вторым входом с выходом блоказадания коэффициента, второй входкоторого подключен к выходу второгоделителя, выход первого множителяподключен к первому входу первогоблока множителей, вторые входы которого подключены к первым входамтретьего блока множителей и первымвыходам первого блока переключателей,подключенного первыми и вторыми входами соответственно к первым и вторым выходам первого блока задержки,а третьими входами - к входам объекта идентификации и входам первогоблока задержки.