Устройство для определения параметров линейных динамических объектов

Союз Советскии Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ4739921 г /(51) М.Кл, 6 05 Ь 23/02 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий(72) Авторы изобретения В. И. Костюк, А, Н. Сильвестров и Л, С, Тасев Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ1Предлагаемое устройство для определения параметров линейных динамических объектов относится к классу приборов и систем автоматического управления и может быть использовано для определения параметров линейных динамических объектов в режиме их нормальной эксплуатации без ввода тестовых возмущений.Известно устройство для определения параметров линейных динамических объектов, содержащее две, подключенные первая параллельно, а вторая последовательно с объектом, параметрически настраиваемые модели, выходы которых подключены к соответствующим входам схемы формирования ошибки настройки. Сигнальные по функциям чувствительности выходы параметрически настраиваемых моделей подсоединены к сигнальным входам блока формирования сигнала настройки, содержащего схему умножения, причем выходы блока формирования сигналов настройки связаны с параметрическими входами параметрически настраиваемых моделей. Выход схемы формирования ошибки настройки соединен с одним из входов блока формирования сигнала настройки.Для обеспечения устойчивости при одновременной настройке большого числа параметров требуется широкополосный сигнал с большим числом линейно-независимых про 2цзводцых. Из-за взацмосвязц большого числа параметров в процессе настройки процесс затягивается и может оказаться неустойчивым.5 Жесткая структура контура параметрцче.ской настройки и модели не позволяет адаптироваться к изменениям параметров входного сигнала (в сторону ухудшения спектральных характеристик), что может привести к 10 потере устойчивости.Целью изобретения является повышениеточности определения параметров ц расциренце функциональных возможностей устройства.15 Эта цель достигается тем, что устройствосодержит две дополнительные параметрцчески настраиваемые модели, причем одна из ццх связана последовательно с первой, а другая - со второй параметрически цастрацвае мой моделью, вторую схему формированияошибки настройки и блок контроля качества настройки, первый вход которого связан с выходом первой параметрически настраиваемой модели, второй вход - с выходом пср- "5 вой схемы формирования ошибки настройки,третий вход соединен с управляющим выходом блока формирования сигналов настройки, а выход подключен к управляющему входу последнего. Выходы дополнительных цара- ЗО метрическц настраиваемых моделей соедцне(И ф 4(Р)1 43ны с соответствующими входами второй схемы формирования ошибки настройки, их сигнальные по функциям чувствительности выходы связаны с соответствующими сигнальными входами блока формирования сигнала настройки, со вторым входом которого соединен выход второй схемы формирования ошибки настройки, а соответствующие дополнительные выходы блока формирования сигнала настройки связаны с параметрическими входами дополнительных параметрически настраиваемых моделей. Блок формирования сигнала настройки содержит переключатель ошибки, выход которого через схему умножения, первый и второй последовательно включенные циклические переключатели подключен к соответствующим выходам блока формирования сигнала настройки, схему контроля . скорости изменения параметра, схему переключения, третий циклический переключатель и генератор тактовых импульсов, один из выходов последнего присоединен к управляющему входу первого циклического переключателя, другой - к управляющему входу третьего циклического переключ: теля, выход которого связан со вторым входом схемы умножения, ее выход подключен ко входу схемы контроля скорости изменения параметра, один выход которой соединен с первым управляющим входом второго циклического переключателя п одним из управляющих входов схемы переключения, другой вход которой, а также первый вход переключателя ошибки и второй управляющий вход второго циклического переключателя связаны с управляющим входом блока формирования сигнала настройки. Второй выход схемы контроля Скорости изменения параметра подключен ко второму управляющему входу переключателя ошибки и управляющему выходу блока формирования сигнала настройки, первый и второй входы которого соединены соответственно с двумя входами переключателя ошибки, а сигнальные входы - с четырьмя соответствующими входами схемы переключения, Блок контроля качества настройки содержит схему деления ц схему сравнения, Первый и второй входы блока контроля качества настройки через две цепи, состоящие из последовательно соедипенных схемы определения модуля и сглаживающего фильтра каждая, связаны с двумя соответствующими входами схемы деления, выход которой соединен с одним входом схемы сравнения непосредственно, с другим - через последовательно соединенные схему управления запоминанием и схему запоминания. Выход схемы сравнения подключен к выходу блока контроля качества настройки, а его третий вход связан с управляющим входом схемы управления запоминанием.В связи с этим становится возможным: обеспечить устойчивость процесса благодаря адаптивности структуры модели к изменениям параметров входного сигнала и па 25 30 35 4 О 45 50 55 60 65 4раметров объекта; уменьшить количество множительных устройств (до одного), что существенно упрощает конструктивно все устройство; уменьшить размерность вектора одновременно настраиваемых параметров, что повышает скорость настройки и повышает устойчивость процесса; повысить точность определения характеристик системы по мере расширения спектра входного сигнала; при небольшом числе моделей получить высокую точность приближения модели к объекту.На чертеже изображена блок-схема устройства.Устройство для определения параметров линейных динамических объектов включает в себя набор моделей 1 - 4, представляющих собой линейные фильтры, описываемые операторами, причем где р - оператор дифференцирования, аю, а аг - переменные параметры последо. вательных моделей, принимающие значения от нуля до максимально допустимого в зависимости от режима работы схемы;Ью, Ь, Ьг - переменные параметры параллельных моделей, изменяющиеся аналогично;Р(р) - оператор фильтра с постоянными параметрами и порядком ю)2. Кроме того, под параметрическим входом моделей имеется ввиду схема управления параметрами, жестко соединенная с каждым параметром модели, состоящая из интегратора с бесконечной памятью и управляемого сопротивления на выходе интегратора. Сигнальные по функциям чувствительности выходы моделей представляют собой точки съема потенциалов в модели без нарушения процессов, протекающих в схеме. Число выходов по функциям чувствительности постоянно для каждой модели и равно числу настраиваемых параметров, т. е. трем.Блок контроля качества настройки 5 состоит из схемы деления 6, на один вход которой подключен выход первой схемы формирования ошибки настройки 7 через схему определения модуля 8 и сглаживающий фильтр 9, а второй вход подключен к выходу первой последовательной модели 1 через аналогичную цепь, состоящую из схемы определения модуля 10 и сглаживающего фильтра 11. Выход схемы деления 6 подключен на схему сравнения 12 и на схему управления запоминанием 13, выход которой подключен ко входу схемы запоминания 14.Блок 15 формирования сигналов настройки состоит из переключателя ошибки 16, один вход которого связан с выходом схемы формирования ошибки настройки 7, а второй связан с выходом схемы формирования ошибки настройки 17, и схемы переключения 18, соот73992 го 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 45ветствующие входы которой подключены к выходам моделей, каждый вход имеет три канала, по которым он жестко связан с тремя сигнальными выходами по функциям чувствительности соответствующей модели, а выход схемы переключения 18, тоже трехканальный, подключен на вход циклического переключателя 19. На один вход схемы умножения до блока 15 поступает сигнал с выхода переключателя ошибки 16, а на второй вход - сигнал с выхода циклического переключателя 19. Генератор тактовых импульсов 21 служит для управления циклическими переключателями 19 и 22. Схема контроля скорости измерения параметров 23 состоит из сглаживающего фильтра, узла определения модуля и порогового элемента, включенных последовательно, вход которой подключен к выходу схемы умножения 20, а выходы подключены на управляющие входы переключателя ошибки 16, схемы переключения 18, циклический переключатель 24 и ца управляющий вход схемы управления запоминанием 13.Устройство работает в следующей последовательности.При первичном включении на входе переключателя ошибки 16 появляется сигнал со схемы формирования ошибки настройки 7, что соответствует отключению пары моделей 3 и 4. На выходе схемы переключения 18 появляются сигналы функций чувствительности по первому каналу, соответствующие функциям чувствительности параметров модели 1. На выходах а и б схемы контроля скорости изменения параметров 23 - нулевые значения сигналов, Генератор тактовых импульсов 21 находится в рабочем режиме с частотой следования импульсов юЗжг, где сог - основная частота входного воздействия Ч" (1,) Выход циклического переключателя 19 коммутирует функции чувствительности первого канала с частотой гв, выход циклического переключателя 22 переключает с такой же частотой сипналы трех парахгетрическцх цепей первого канала. Выход циклического переключателя 24 подключен к трем параметрическим входам модели 1. На выходе схемы сравнения 12 - положительный потенциал, поскольку на вход схемы сравнения через замкнутые контакты схемы управления запоминанием 13 и схемы запоминания поступает сигнал с выхода схемы деления 6. При таком начальном состоянии схемы происходит настройка параметров модели 1. На параметрические входы модели 1 поступают сигналы до тех пор, пока суммарная скорость изменения параметров це упадет ниже установленного порога в схеме контроля скорости изменения параметров 23. Прц этом на выходе а появляется импульс, в результате которого переключаются схемы переключения 18 и циклический переключатель 24, осуществляя при этом подачу сигна 6лов функций чувствительности по трем параметрам модели 2 на вход циклического переключателя 19 ц подачу сигналов настройки с выхода циклического переключателя 24 на параметрические входы модели 2, Процедура настройки продолжается до следующего срабатывания схемы контроля скорости изменения параметров 23 в функции скорости настройки параметров. Прц этом ця выходе а этой схемы появляется импульс, а ца выходе б - положцтельньш потенциал.Импульс с выхода а перебрасывает схему переключения 18 и ццклцческцй переключатель 24 в положение, соответствующее третьему каналу. Потенциал с выхода б переключает вход схемы умножения 20 на выход второй схемы формирования ошибки настройки 17, а также прц помощи схемы управления запоминанием 13 размыкает вход схемы запоминания 14, Прц этом ца вход схемы сравнения 12 поступает текущее значение первой нормированной ошибки ц зцячецце ошибки в момент размыкацця схемы управления запоминанием 13. Процедура настройки и переход с настройки модели 3 к настройке модели 4 аналогичны переходу от настройки модели 1 к настройке модели 2. Это относится и к переходу модель 4 - модель 1, В случаях, когда текущее значение нормированной ошибки становится больше, чем зафиксированное на схеме запоминания 14, сигнал на выходе схемы сравнения меняет полярность, схема управления запоминанием 13, переключатель ошибки 16, схема переключения 18 и циклический переключатель 24 переходят в начальное состояние. Предмет изобретения 1. Устройство для определения цярямет. ров линейных динамических объектов, содержащее две, подключенные первая параллельно, а вторая последовательно с объектом, пяраметрическц настраиваемые модели, выходы которых подключены к соответствующим входам схемы формирования ошибки настройки, сигнальные по фупкццям чувствительности выходы параметрцческц настраиваемых моделей подсоединены к сигнальным входам блока формирования сигнала настройки, содержащего схему умножения, причем выходы олокя форцровяцця сигналов ггястройкгг связаны с параметрическими входямц цараметрцчески настраиваемых моделей, выход схемы формирования ошибки настройки соединен с одним цз входов блока формцровяцця сигнала настройки, отлггчтогцеее.г тем, что, с целью повышения точности определения параметров ц расширения функциональных возможностей, оно содержит две дополнительные параметрическц настраиваемые модели, причем одна цз нцх связана последовательно с первой, а другая - со второй параметрцческц настраиваемой моделью, вторуо схему формирования ошибки настройки ц блок473992 7контроля качества настройки, первый вход которого связан с выходом первой параметрически настраиваемой модели, второй вход - с выходом первой схемы формирования ошибки настройки, третий вход соединен с управляющим выходом блока формированияя сигналов настройки, а выход подклочец к управляющему входу последнего, выходы дополнительных параметрическп настраиваемых моделей соединены с соответствующими входами второй схемы формирования ошибки настройки, их сигнальные по функциям чувствительности выходы связаны с соответствующими сигнальными входамп блока формирования сигнала настройки, со вторым входом которого соединен выход второй схемы формирования ошибки настройки, и соответствующие дополнительные выходы блока формирования сигнала настройки связаны с параметрическими входами дополнительных параметрически настраиваемых моделей.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок формирования сигнала настройки содержит переключатель ошибки, выход которого через схему умножения, первый и второй последовательно включенные циклические переключатели подключен к соответствующим выходам блока формирования сигнала настройки, схему контроля скорости изменения параметра, схему переключения, третий циклический переключатель ц генератор тактовых импульсов, один из выходов последнего присоединен к управляющему входу первого циклического переключателя, другой - к управляющему входу третьего циклического переключателя, выход которого 8связац со вторым входом схемы умножения, ее выход подключен ко входу схемы контроля скорости изменения параметра, один выход которой соединен с первым управляющим входом второго циклического переключателя и одним из управляющих входов схемы переключения, другой вход которой, а также первый вход переключателя ошибки и второй управляющий вход второго циклического переключателя связаны с управляющим входом блока формирования сигнала настройки, второй выход схемы контроля скорости изменения параметра подключен ко второму управляющему входу переключателя ошибки и управляющему выходу блока формирования сигнала настройки, первый ц второй входы которого соединены соответственно с двумя входами переключателя ошибки, а сигнальные входы - с четырьмя соответствующими входами схемы переключения.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что блок коцтроля качества настройки содержит схему деления и схему сравнения, причем первый и второй входы блока контроля качества настройки через две цепи, состоя щие из последовательно соединенных схемы определения модуля и сглаживающего фильтра каждая, связаны с двумя соответствующими входами схемы деления, выход которой зо соединен с одним входом схемы сравнениянепосредственно, с другим - через последовательно соединенные схему управления запоминанием и схему запоминания, выход схемы сравнения подключен к,выходу бло- ЗБ ка контроля качества настройки, а его третийвход связан с управляющим -входом схемы управления запоминанием.473992 Составитель В. ВасильевРедактор Е. Семанова Текред Л. Казачкова Корректор Т, Гревцова Изд. Уз 1515 Тира к 869 И Государственного комитета Совета Мкш но делам изобретений и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4 б