Адаптивное устройство для идентификации линейных объектов

С 0103 СОВЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНИВ:.СПУБЛИН 511 4 С 05 В 13/02 Бюл. 11 41ев, А,С.ГетмаО.А.Каранов опти- авлен стичнки 217.льство СССР 13/02, 1985. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТПРИ ГКНТ ССИ(56) Иедич Дж, Статмальные линейные оц14,: Энергия, 1973Авторское свидет11 957168, кл. С 05 Изобретение относится к управленк стационарнымп объектами и может найти ыирокое применение при проектировании и испытаниях различных систем и объектов.Цель изобретения - повышение точности идентификации.На фиг, 1 приведена функциональна схема предложенного устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока расчета дисперсий; на фиг. 3 - схема первого блока оперативной памяти,11 редлагаемое устройство содержит (фиг. 1) объект 1 идентификации, пер вый блок 2 оперативной памяти, блок расчета дисперсий, первый блок 4 умножения, третий сумматор 5, третий блок б умножения, четвертый сумматор 7, первый блок 8 памяти, пятыи сумматор 9, четвертый блок 10 умножения, второй блок 11 оперативной памяти, первый сумматор 12, первый(54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛ 51 ИДЕНТИФИКАЦИИ 3 БШЕ 111 ВБ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к управлению стационарными объектами и можетнайти нирокое применение при проектировании и испытаниях различных систеьи объектов. Цель изобретения - повышение точности идентификации. Это достигается за счет введения четвертогои пятого сумматоров, позволяет накаждом ыаге идентификации уточнятьзначения диагональных элементов дисперсионной матрицы вектора идентифицируемых параметров. 3 ил. блок 13 деления, второй блок 14 умножения, второй сумматор 15.Блок 3 расчета дисперсий содержит (фиг. 2) второй блок 16 памяти, пятый блок 17 умножения, шестой блок 18 умножения, восьмой сумматор 19, седьмой сумматор 20, седьмой блок 21 умножения, третий блок 22 оперативной памяти, шестой сумматор 23, второй блок 24 деления, четвертый блок 25 оперативной памяти. Блок 2 оперативной памяти содержит (фиг, 3) регисгр 26 сигналов управления, запоминающее устройство 27 элементов матрицы В, первый матричный умножитель 28, сумматор 29, запоминающее устройство 30 вектора идентифицируемых параметров, запоминающее устройство 31 элементов матрицы А, второй матричный умножитель 32, регистр 33 выходных сигналов, блок 34-,а (-1).1 55 1-0,1, В третийти записывае ок 22 оператя априорная д ой памя- персиондифференцирования, зятоминающее устройство 35.Устройство работает следующим образом,Оценка идентифицируемых параметровосуществляется по формулеи ЛХ(К+1) =Х(К) - (К+1) К (К+1) Х(К)++1) Р(К+1) =К+ К Р О (1) Р(и;1Х(К) - оценка вектора идентифицируемых параметров объектана К-м шаге;К - обратная априорная дисперси-оонная матрица вектора идентифицируемых параметров объекта;К (К+1) - обратная дисперсионная матрица вектора идентифицируемых параметров объекта наФ К+1-м шаге оценивании;30(К+1) - обратная дисперсионная матрица вектора помех измерений на К+1-м шаге оценивания;Р(К+1) - матрица размера (Р п), формируемая из наений входных 35и выходных сигналов объектаидентификации согласно формулеР(К+1)=У(к+1), У(К)У(к-п),40П(к), 0(К)П(к-п),где Б(К) - значение входного сигнала;У(к) - значение выходного сигнала;1(К+1) - некоторая числовая последовательность.Во второй блок 16 памяти записываются предварительно рассчитанныепо данным о величине интервала сглаживания ш и порядке конечной разности г коэффициенты а согласно формуленая матрица вектора помех измерений . Сигналы с входа и выхода объекта 1 записываются в регистры первого блока 2 оперативной памяти.Входные сигналы с(К) записываютсяпоследовательно в регистр 26 сигналовуправления, а выходные У(К) - в регистр 33 выходных сигналов. В запоминающие устройства 27, 31 и 30 введены заранее соответственно матрицы В,Аи вектор начального значения идентифицируемых параметров Х(0),Элементы матрицы Р(К) - производные от выходных сигналов У(К) поидентифицируемым параметрам Х(К) .Поэтому для получения ее элементовнеобходимо получить вектор предсказания идентифицируемых параметров навремя К, сформировать матрицу Г(К)путем дифференцирования значений У(К)но Х(К) .С выходов первого 28 и второго 32матричных умножителей сигналы ВЯК)и АХ(К) суммируются в сумматоре 29,записываются в запоминающее устройство 30 и подаются в блок 34, на другойвход которого поступает сигнал У(К),В запоминающее устройство 35 записывается матрица сй( ЙХ (йа сс 1 ХЙБ 3 Х сй 1 ЙХФй йх ЙЪ йх (Еа ЙхФс 17 р с 1 ХКак только в первом блоке 2 оперативной памяти будет накоплено 1+г+ш значений входных и выходных сигналов, устройство начинает оценивать идентифицируемые параметры объекта, т.е.оценивание осуществляется с запаздыванием на 1+г+ш тактов. Сформированная в первом блоке 2 оперативной памяти матрица Р(К+1) поступает в первый 4, третий б и четвертый 10 блоки умножения, Кроме того, значения выходных сигналов У(К+ш+1+1) и У(к-ш+1) из соответствующих регистров первого блока 2 оперативной памяти поступают в блок 3 расчета дисперсий, на пятый 17 и шестой 18 блоки умножения. Из второго блока 16 памяти в пятый 17 и шестой 18 блоки умножения поступают значения коэффициентов а. Пятый 17 и шестой 18 блоки умножейия формируют произведения а У(К+ш1) и а У(К-ш+120478 б- ь-т.т -Гт()1поступающими туда иэ сумматора 7.С выхода пятого сумматора 9 элементы матрицыК+К (К+1)=К, +, Г (И Гпоступают на первый сумматор 12 и 10 второй блок 14 умножения. Первый сумматор 12 Формирует норму матрицыК+11(к +Г ( (1) ( 15равную сумме модулей всех ее элементов. Полученная норма матрицы иэ первого сумматора 12 поступает в первыйблок 13 деления, где формируются значения 4 (К+1), равныеК+ - 20 К +Р (1)1) РЦЗначения 11(К+1) поступают в блоки 10и 14 умножения. Во второй блок 14умножения из второго блока 11 оперативной памяти поступает значение оценки параметров объекта идентификации,вычисленное на предыдущем такте.1Таким образом, во втором блоке 14умножения вычисляются значения 30(К+1) К (К+ ) Х(К), которые поступают на вычитающий вход второго сумматора 15. Из второго блока 11 оперативной памяти значения оценки 2 к(К)подаются в третий блок 6 умножения,л З 5 где формируется значение Г(К+1)Х(К) .Это значение поступает на вычитающийвход третьего сумматора 5, на суммирующий вход которого из первого блока 2 оперативной памяти подаются значения выходного сигнала У(К+1)Р и третий сумматор 5 Формирует значенияс лУ(К+1) -Г(К+1)Х(К)1 Р которые подаютсяв четвертый блок 10 умножения. Чет вертый блок 10 умножения формируетзначения 5 15блока 17 умножения поступают на суммирующие входы сумматоров 19 и 20,Значения и. У(К-и)+3) иэ шестого блока 18 умножения поступают иа второйсуммирующий вход сумматора 19, гдеФормируются значенияи)=ои вычитающий вход сумматора 20, гдеформируются значения:оПолученные значения иэ сумматоров19 и 20 поступают в седьмой блок 21умножения, где формируются их произведения. Полученные произведения изседьмого блока 21 умножения поступаютв шестой сумматор 23. Сюда же иэ третьего блока 22 оперативной памяти подается значение априорной дисперсионной матрицы вектора помех измерений Ц.Ыестой сумматор 23 формирует значения дисперсионной матрицы вектора помех измерений Я(К+1)Р которые подаются в третий блок 22 оперативной памяти и записываются вместо априорныхданных для использования на следующих шагах вычисления дисиерсионнойматрицы. Значение матрицы Я(К+1) подается также во второй блок 24 деления. Так как дисперсионная матрицаимеет диагональный вид, то для получения обратной матрицы необходимо идостаточно ее диагональные элементызаменить их обратными значениями.Сформированная во втором блоке 24 деления обратная дисперсионная матрицавектора помех измерениИ записываетсяв четвертый блок 25 оперативной памяти, Значение обратной матрицы ( (К+1)из четвертого блока 25 оперативнойпамяти подается на первый 4 и четвертый 10 блоки умножения. Первый блок 4умножения формирует произведениеГт(К+1)1;) "(К+1)Г(К+1), которое поступает на сумматор 7, в котором происходит накапливание значений;:Данная матрица служит для корректировки элементов матрицы Ы , записанных предварительно в первый блок 8памяти, Из первого блока 8 памятизначения априорной дисперсионной матрицы вектора идентифицируемых пара-метров объекта Ко поступают на восьмой сумматор 9, где суммируются сэлементами матрицы)(К+1)Р (Ка 1)1) (К+1) У(К 1)Р(К+1) К(К 50которые подаются на суммирующий входвторого сумматора 15. На второй суммирующий вход второго сумматора 15Лподается значение оценки Х(К) из второго блока 11 оперативной памяти. Там образом сумматор 15 форзначения вектора оценки идентифицируемых параметров объекта, равныена К+1-м шаге-г(к+1)х(к) . 1520478 занные с неточностью задания априорной дисперсионной матрицы вектораидентифицируемых параметров объекта.Синхронизация устройства осуществляется следующим образом.В предварительно побнуленном" устройстве производится запись предварительно рассчитанных априорных данных. Так, например, но второй блок 16 памяти записываются рассчитанные по данным о величине интервала сглаживания и порядке конечной разности г коэффициенты а , а в третий блок 22 оперативной памяти закисывается априорная дисперсионная матрица вектора помех измерений Ц. В устройстве организован синхронный принцип накопления, вычисления и хране ния информации и использован конвейерный режим работы. При этом режим "накачки" входной информации определяется временем выполнения процесса вычисления. С такой же скоростью выдаются результаты вычислений, В приведенной структуре производится обработка сигналов в каждом блоке по мере их накопления во входных регистрах, Таким образом, различные элементы уст-З 0 ройстна осуществляют одновременно Обработку информации по своим алгоритмам с различным временем окончания работы и затем передают результаты решений на следующие блоки, работа 35 которых начинается после получения предыдущих значений вычисленной инФормации.Общая работа блоков синхронизонана с генератором тактовых импульсов 40 (не показан).Предложенное устройство по сравнению с известным обладает более высокой точностью идентификации, обусловленной возможностью на каждом шаге 45 идентификации уточнять значения диагональных элементов дисперсионной матрицы вектора идентифицируемых параметров объекта и.тем самым исключить методические ошибки оценинания, свя 1 Формула изобретения Адаптивное устройство для идентификации линейных объектов, содержащее блок расчета дисперсий, первый блок памяти, последовательно соединенные первый блок оперативной памяти и первый блок умножения, последовательно. соединенные первый сумматор, первый блок деления, второй блок умножения, второй сумматор, второй блок оперативной памяти, третий блок умножения, третий сумматор и четвертый блок умножения, второй вход которого соединен с вторым входом третьего блока умножения и с первым входом первого блока умножения, третий входс выходом первого блока деления, а выход - с вторым входом второго сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго блока оперативной памяти и с вторым входом второго блока умножения, второй выход первого блока оперативной памяти подключен к второму Входу третьего сумматора, первый и второй информационные вход - соответственно к входу и выходу объекта, третий и четвертый выходы- соответственно к первому и второму входам блока расчета дисперсий, подключенного ВыхОдОм к Второму Входу первого блока умножения и четвертому входу четвертого блока умножения, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности идентификации, в устройство введены четвертый и пятый сумматоры, четвертый сумматор подключен выходом к первому входу пятого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, а выход - с входом первого сумматора и с третьим входом второго блока умножения, вход,седьмогосумматора соединен с выходом первого блока умножения.1520478 ставитель А.Лащевхред Л.Олийнык Корректор И.Самборская кто нко Заказ 6756/48 ноеВНИИПИ Государств и открытиям при ГКНТ СС Тираж 788 Подписенного комитета по изобретениям13035, Москва, Ж, Раушская на у де роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101