Система автоматической идентификации

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет ао аелам нзебретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения В. К. Обабков и Ю. Н. Целуевский Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ Изобретение относится к самонастраивающимся системам и может быть применено для поисковой идентификации параметров обучаемой модели.Известно устройство идентификации обучаемой модели, основанное на исполь% зовании вспомогательных операторов, которое содержит объект идентификации и настраиваемую модель, выходы которых подключены к элементу сравнения, а0 также ряд перестраиваемых фильтров по числу настраиваемых параметров, реализующих вспомогательные операторы. На входы фильтров подается входной сигнал объекта и модели, а выходы совместнос выходом элемента сравнения подключены к множительному устройству. Выходы последних через астатические фильтры подключены к параметрическим вхо,дам модели и вспомогательных операторов 113Такая система громоздка в реализации в связи с тем, что каждый настраиваемый параметр требует отдельного канала обработки информации, содержащего, в частности, перестраиваемый фильтр. Кроме того, для организации системы со вспомогательными операторами требуется измерение не только реакций модели и объекта на входной сигнал, но и самого входного сигнала, что не всегда легко осуществить.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система идентификации с поисковой модуляцией параметров, содержащая генератор поисковых сигналов, источник пробного сигнала, выход которого подключен к входу объекта идентификации и к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к входу первой цепочки последовательно соединенных интеграторов, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствующего множительного устройства первой группы и к первому входу соответствующего множительного устройства второй группы, выдолы множительных устройств первойЪ3 93027 и второй групп соединены соответственно с входами второго и третьего сумматоров, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого сумматора, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом объекта идентификации, а выход через амплитудный детектор подключен к первым входам блоков формирования параметрических управлений первой и второй групп, выход каждого 10 блока формирования параметрических управлений второй группы через соответствующий сумматор поисковых сигналов соединен с вторым входом соответствующего множительного устройства второй 15 группы, второй вход соответствующего сумматора поисковых сигналов соединен с вторым входом соответствуюшего блока формирования параметрического управления второй группы, вторые входы 20 соответствующих блоков формирования параметрических управлений соединены с соответствующими выходами генератед;поисковых сигналов 2 .Недостатки известной системы заклю З чаются в ограниченности диапазонапоисковых частот и уменьшений точности идентификации при повышении частот поисковых сигналов из-ва.неквазиста-ционарных эффектов процесса настройки що параметров модели объекта, обусловленных искажениями поисковых параметрических сигналов при прохождении через модель объекта. 0 Х Р +Х 5 Р+Х 4Ф Р,Х):Й(Р,Х)ЯР,Х):Р +Х Р +Х 1 Р+ХЪгде Х. е " х Х - настраиваемые коэффициентьцР - оператор дифференцирования;й ( Р, Х ) - оператор числителяпередаточной функции;Я ( Р, Х ) - оператор знаменателя передаточной функции,Система автоматической идентифика-.ции содержит объект 1 идентификации,модель 2 объекта идентификации, сравнивающее устройство 3, амплитудныйдетектор 4, генератор 5 поисковых сигналов, генератор 6 поисковых сигналов,,блоки формирования параметрических управлений первой группы 773 и второйгруппы 74. - 7, экстремальный регуляфо тор 8, первый сумматор 9, первую цепочку интеграторов 10-12, второй сумматор 13, множительные устройства первой группы 14-16, второй группы 1719, третьей группы 20-22 и четвертойф группы 23-25, вторая цепочка интеграторов 26-28, третий 29, четвертый 30пятый 31 и шестой 32 сумматоры, сумматоры 33-35 поисковых сигналов.На чертеже также приведены следую 50 щие обозначения:9(1) - пробный сигнал;3,9",8"- выходной сигнал и первая ивторая производные выходногосигнала первой цепочки ипте 55 граторов;М,Хг )- настраиваемые параметрьцфдд - выходные снгнены генеретсрепискы сигналов; Цель изобретения - повышечие точности идентификации и расширениеобласти применения за счет расширения диапазона поисковых частот.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены четвертый, пятый и шестой сумматоры, вторая цепочка последовательно соединенных интеграторов, аналогичная первой цепочке интеграторов, а также третья и четвертая группы множительных устройств, причем первый вход четвертого сумматора соединен с выходом третьего сумматора, а выход - с входом второй цепочки интеграторов, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего множительного устройства третьей группы и с первым входом соответствующего множительного устройства четвертой группы, выходы множительных устройств третьей и четвертой групп соединены соогвегсгвенно с входами пятого и шестого сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами четвертого сумматора, вторые входы соответствуюших множительных устройств первой и четвертой групп соединены соответствую- шими выходами блоков формирования параметрических управлений первой группы, вторые входы соответствующих множительных устройств третьей группы соединены с вторыми входами соответствующих блоков формирования параметрического управления первой группы, второй вход элемента сравнения соединен с выходом шестого сумматора.На чертеже представлена блок-схема системы автоматической идентификации для случая, когда объект идентификации описывается оператороь с передаточной функцией930270 30 сумматора, выход которого подключен к входу первой цепочки последовательно соединенных интеграторов, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствующего множительного ус ройства первой группы и к первому входу соответствующего множительного уст 4 й ройства второй группы, выходы множительных устройств первой и второй групп соединены соответственно с входами второго и третьего сумматоров, выход .второго сумматора соединен с вторым входом первого сумматора, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом объекта идентификации, а выход через амплитудный детектор подключен к первым входамфблоков формирования параметрических управлений первой и второй групп, выход каждого блока формирования параметрических управлений второй группы через соответствующий сумматор поисковых сигналов соединен 55с вторым входом соответствующего множительног 6 устройства второй группы, второй вход соответствующего сумматора поисковых сигналов соединен с вторЫм входом соответствующего блокар 11 выходной сигнал модели0 Е - сигнал ошибки; фр) - выходной сигнал объекта идентификации; Й Ц - выходной сигнал второй цепоч- тЬки интеграторов.Структурной схеме модели 2, приведенной на чертеже, соответствует следующая нестационарная система дифференциальных уравнений, записанных в опера 1 О торной форме,Грх)е"(ц=в,с)=йР,хдх)6 1 ч, И,) Щр,х сГх)ф Ь)=я), Р) )=Яр,х) + 1). 5=а-Р) И) Система работает следующим образом. Пробный сигнал 6 ф, подвергаясь воздействию оператора 6 Г (9,Х)=Р ХРХ 1 Рф реализуемого первой цепочкой интеграторов 10-12, первым сумматором 9, ат также множигельными устройствами первой группы 14-16 и вторым сумматором 13, формирует сигнал 9 ) . При этомФ 25 числитель Р(Р,М) передаточной функцииМ Ф Р,Х) реализуется путем суммирования с помощью, третьего сумматора 29 производных В Ц ц 9 С) сигнала О (Ц "и самого сигнала 9 фф) с коэффициентами, определяемыми сигналами, поданными на .вторые входы устройств 14-19 первой и второй групп. Эти производные вместе с сигналом 8 фф снимаются с выходов интеграторов 10-1 2 первой це Ь почки, реализующей оператор О (,РХ),Посредством сумматоров поисковых сигналов 33-35 и множительных устройств 20-22 третьей группы параметрамХХпередаточной функции Ф ( Р Х )сообщаются поисковые колебания бХ,(Ц, -д"Х 1)В результате выходнойео сигнал моделиц, являющийся выходным сигналом шестого сумматора, оказывается промодулированным выходными сигналами генератора поисковых сигналов. На выходе элемента 3 сравненияоформируется сигнал ошибки бф=Ь) - -дЬ), где Ж - выходной сигнал объекта идентификации. Сигнал ошибки в амплитудном детекторе 4 преобразуется в Я.Блохи формирования параметрических управлений представляют собой последовательное соединение синхронного детектора, выходной сигнал которого равен Р) б СОъ Я Н), и астатического фильтра. Данную систему идентификации целе сообразно использовать для самонастройки обучаемой модели в тех случаях, когда в связи со значительным количеством настраиваемых параметров, спожностью реализации вспомогательных операторов, трудностью (или невозможностью) измерения пробного сигнала самонастраивающейся системы, использующиеся вспомогательные операторы оказываются неэффективными, а известные типы поисковых систем не обеспечивают требуемых динамических характеристик, точности или помехоустойчивости.В данной системе обеспечивается выбор поисковых частот из значительно более широкого, чем в известном устройстве, диапазона, что позволяет за счет их повышения добиться улучшения быстродействия без одновременного снижения точности, а также отстраиваться от помех, выбирая поисковые сигналы, лежащие вне спектра последних. Формула изобретения Система автоматической идентификации, содержащая генератор поисковых сигналов, источник пробного сигнала, выход которого подключен к входу объекта идентификации и к первому входу первого93027 5 формирования параметрического управления второй группы,вторые входы соответствующих блоков формирования параметрических управлений соединены с соответствующими выходами генераторапоисковых сигналов, о т л и ч а ю - ,щ а я с я тем, что, с цепью повышенияточности идентификации и расширенияобласти применения, в нее введены четвертый, пятый и шестой сумматоры,вторая цепочка последовательно соединенных интеграторов, а также третья ичетвертая группы множитепьных устройств,причем первый вход четвертого сумматора соединен с выходом третьего сумматора, а выход - с входом второй цепочки последовательно соединенных интеграторов, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующегомножительного устройства третьей группы и с первым входом соответствующегомножительного устройства четвертойгруппы, выходы множительных устройствтретьей и четвертой групп соединенысоответственно с входами пятого и шестого сумматоров, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьимвходами четверто о сумматора, вторыевходы соответствующих множительных о вустройств первой и четвертой групп соединены с соответствующими выходамиблоков формирования параметрическихуправлений первой группы, вторые входысоответствую 1 цих мно жи тельныхустРойствтретьей группы соединены с вторымивходами соответствующих блоков формирования параметрического управленияпервой группы, второй вход элементасравнения соединен с выходом шестогосумматора.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Казаков И, Е Евланов А. Г. Ктеории самонастраивающихся систем споиском градиента методом вспомогательного оператора, - Труды 0 Международного конгресса ИФАК. "Дискретныеи самонастраивающиеся системы". "Наука", 1963, с. 252-262.2. Красовский А. А, Динамика непрерывных систем автоматического регулирования с экстремальной самонастройкойкорректирующих устройств. - Труды1 Международного конгресса ИФАК по автоматическому управлению. "Теория дискретных оптимальных и самонастраивающихся систем", "Наука", 1961, с, 963973 (прототип),