Устройство для идентификации линейных стационарных объектов

(19) (11 5 ц 4 С 06 Р 15/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР В 703779, кл. С 06 Р 15/32, 1978.Авторское свидетельство СССР Ф 864251, кл. С Об Р 15/32, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ СТАЦИОНАРНЫХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение может использоваться автономно или в составе многопроцессорных вычислительных машин для идентификации и управления быстроизменяющимися объектами. Цельюизобретения является расширение функчциональных возможностей устройстваза счет увеличения порядка дифференциальных уравнений, описывающих идентифицируемые объекты, и увеличениебыстродействия. Поставленная цельдостигается там, что устройство содержит две группы по п интеграторовкаждая, где и - порядок дифференциального уравнения, описывающего идентифицируемый объект, с первого пои-й регистры 2, матрицу 3 размером(и) п операционных элементов, первую и вторую треугольные матрицы 4и 5 операционных элементов, группу 6регистров. б ил.10 45 у" (с)+Ч у (с)Ч у(с)=с(с)55с начальными условиямиу(0)=с,; у (0)=с ,у (О)=с ф Изобретение относится к цифровойВычислительной технике и может бытьиспользовано для интерпретации экспериментальных зависимостей, в част 5ности для решения задач техническойдиагностики, задач коррекции динамических характеристик измерительных иуправляющих систем.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет увеличения порядка дифФеренциальных уравнений, описывающихидентифицируемые объекты, и увеличение быстродействия. 15На Фиг. 1 представлена схема устройства для идентификации линейныхобъектов; на Фиг. 2 - схема матрицыоперационных элементов для случаяп=5; на фиг. 3 - схема треугольнойматрицы операционных элементов дляслучая п=5; на фиг. 4 - схема треугольной матрицы операционных элементов при п=5; на фиг.5 и 6 - схемыоперационных элементов матрицы операционных элементов.Устройство содержит первую и вторую группы по и интеграторов 1 в каждой, и регистров 2, матрицу 3 размером (п)и операционных элементов, первую треугольную матрицу 4операционных элементов, вторую треугольную матрицу 5 операционных элементов, группу 6 из (и) регистров,вход 7 правой части дифференциального уравнения устройства, синхровход 8устройства, и управляющих входов 9, -9 устройства и п выходов 10,-10идентифицируемых параметров устройства,Матрица 3 операционных элементовсодержит операционные элементы 11Первая и вторая треугольные матрицы 4 и 5 содержат делители 13 и умножители 14.Операционные элементы 11 и 12матрицы 3 операционных элементов содержат умножители 14, сумматор 15 иделитель 16.Устройство для идентификации линейного стационарного объекта, описываемого дифференциальным уравнением где С(С) - реакция объекта на тестовое вх )дное воздействиеу(с);Ч ,1=0,п - идентифицируемые параметры,работает следующим образом.Для вычисления параметров Ч по4известным функциям с (с) и у(с) проинтегрируем обе части уравнения (1),используя формулы Дирихле:Т т1( с. 1 у( с)4 с=)(хс) у(с)Дс, (2)и после соответствующих преобразований получим выражениеу(с)+- Ч ---- (т(.1) 1о(3)В результате дискретизации получим систему алгебраических уравнений вида:н +Ч 2 а 2+ +Ч)а(.-1),Решение системы уравнения (4) ви-да АЧ=Р реализуется путем представления матрицы А как произведения нижней и верхней треугольных матриц:А=1 Л, (6)элементы которых определяются по рекуррентным соотношениям вида:(8) 1 =а -1 цзг 52 1 ц 12 153 абаз 132 цз ц 23152 54 54 51 14 52 24 5 34 1 55 55 51 "15 152 цг 5 153 ц 35 154 ц 45 Далее вычисления реализуются повыражениям 0=1. Р; Ч=0 Й, (9) что в развернутом виде записывается какД 1=,й;1155 тЧ (ц 15 Ч 4 ц 14 Чг ц 1 збг 1)ц 12 зЧг=( цг 5 С 14 цг 4 Ч 3+дг)цгзЧз=( цзЧ 4+цз)цз+1Ч 4 4 ц 45 ф (11)В исходном состоянии на входы 7 у 1 стройства подается тестовое воздействие у(с), а на синхровход 8 устройства - синхроимпульсы, запускающие интеграторы 1, Через время Т1 на управляющий вход 9 устройства подается импульс, по которому,по выражению (5) первого столбца матрицы А системы ,(4) значения а ,а,а, с выходов интеграторов 1 второй группы записываются в регистры 2, а значение Р 1 с выхода последнего интегратора 1 первой группы записывается в первый регистр единицы. Через времяна второй управляющий вход 9 устройства подается второй импульс, по которому значения второго столбца матрицы системы (4) линейных уравнений а, ,аг а , образованные по выражению (5), записываются в регистры 2, а величина Е , образованная навыходе последнего интегратора 1 первой группы, записывается во второйрегистр группы 6. Через времяна 1-й управляющий вход 9 подается3-й импульс, по которому элементы3-го столбца аа а , образованные по выражению (5), записываются в регистры 2, а значение первой части Е" с выхода последнегоинтегратора 1 первой группы записыва"ется в 3-й регистр группы 6.В это же время с выхбдов регистров 2 значения элементов а 1а 1и аг 1 . айаг первого и второгостолбцов матрицы поступают на операционные элементы 11 и 12 матрицы, вкоторых по выражению (7) и (8) вычисляются элементы второго столбца цг,12 12 треугольных матриц Е и Бв соответствии с (6),В это же время на первые входыоперационных элементов 13 и 14 перво 25 го столбца первой треугольной матрицы подаются элементы а =1 , а, =оответсгвующихрегистров группы 6. На первые входыоперационных элементов 13 и 14 втоЗО рого, третьего, и т,д., п-го столбцов первой треугольной матрицы подаются элементы 12:, 1 лг., 1 зз 1113,1 соответственно из операционных элементов 11 соответственно второго, третьего, и т.д., и-го столбцов матрицы операционных элементов.В первой треугольной матрице операционных элементов по выражению (10)вычислЯютсЯ значениЯ с 1сл, кото 4 О рые образуются на выходах ее диагональных элементов 13. В это же времяна первые входы операционных элементов 13 и 14 каждого 3-го столбца(3 =1,2п) второй треугольной4 матрицы подаются соответственнозначения ц 1 гцц 3 ц 14 цг 4 цИЛИ ЦгпЦ ЗлЦ 4 пЦ 1 1На вторые входы операционных элементов 13 и 14 последнего столбцавторой треугольной матрицы подаютсязначения Й 1,сгб.1 На выходахдиагональных элементов 13 второй треугольной матрицы по выражению (11)55образуются неизвестные идентифицируемые параметры Ч 1 Ч,Чкоторыепоступают на соответствующие выходыЧЧ,Чна последний из которых Чпоступает значение Чс выхода5 14517диагонального элемента последнейстроки первой треугольной матрицы,Формула изобретения5 Устройство для идентификации линейных стационарных объектов содержащее первый и второй интеграторы первой группы, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения порядка дифференциальных уравнений, описывающих идентифицируемые объекты, и увеличения быстродействия, в него введены с третьего по и-й интеграторы первой группы, где и - порядок дифференциального уравнения, описывающего идентифицируемый объект, вторая группа из и интеграторов, с первого по и-й регистры, группа из ирегистров, матрица размером (и) и операционных элементов, первая треугольная матрица и вторая треугольная матрица операционных 25 элементов, причем вход правой части дифференциального уравнения устройства подключен к первым информационным входам первых интеграторов первой и второй групп, выход с-го интегратора (с=1и) первой группы подключен к информационному входу (с+1)-го интегратора первой группы, выход и-го интегратора первой группы подключен к информационным входам ре 35 гистров группы, выход с-го интегратора второй группы подключен к информационному входу (с)-го интегратора второй группы и к информационному входу с-го регистра, выход и-го интегра тора второй группы подключен к информационному входу и-го регистра, с первого по и-й управляющие входы устройства подключены соответственно к входам записи регистров с первого по и-й и соответственно к входам записи регистров с первого по (и)-й группы, вход синхронизации устройства подключен к синхровходам всех интеграторов первой и второй групп, выхо ды с первого по и-й р-го регистра (р=1. . .и) подключены соответственно к входам с первого по и-й р-й группы матрицы операционных элементов выходы с первого по (р 1)-Й Р группы матрицы операционных элементов подключены соответственно к вхо-: дам первой группы первой треугольной матрицы операционных элементов, вы 21 6ходы с р-го по (и)-й р-й группыматрицы операционных элементов подключены соответстенно к входам первойгруппы второй треугольной матрицыоперационных элементов, выходы регистров с первого по (и)-й группыподключены соответственно к входамвторой группы первой треугольной матрицы операционных элементов, выходы с первого по (и)-й которой подключены соответственно к входамвторой группы второй треугольной матрицы операционных элементов, выходы с первого по (и)-й первойтреугольной матрицы операционныхэлементов и и-й выход второй треугольной матрицы операционных элемен -тов подключены соответственно к выходам с первого по и-й идентифицируемых параметров устройства, при этомр-й вход первой группы матрицы операционных элементов подключен к первым информационным входам первойгруппы операционных элементов р-йстроки матрицы операционных элементов, входы с первого по и-й а-й группы (а=2и) матрицы операционныхэлементов подключены соответственнок вторым информационным входам первойгруппы (а)-х операционных элементов с первого по и-й столбцов матрицы операционных элементов, выход Ъ-гооперационного элемента р-й строки(Ь=р,.,и) матрицы операционныхэлементов подключены к (Ь-р+1)-му выходу первой группы матрицы операционных элементов и к (р+2)-м информационным входам первой группы Ь-х операционных элементов строк с р-й по и-юматрицы операционных элементов, выходЕ-го операционного элемента а-й строки (1 с=1а) матрицы операционныхэлементов подключены к Е-м информационным входам второй группы с(Е+1)-го по (и)-й операционный элемент а-й строки матрицы операционныхэлементов и к 1-му выходу второйгруппы матрицы операционных элементов, при этом в первой треугольнойматрице операционных элементов первый информационный вход -го операционного элемента 1-й строки (3=1и, =1 и-,3) подключен к (1+1 и 3 (3 - 1) /2)-му входу первой группы первой треугольной матрицы операционного элемента, 1-й вход второй группыкоторой подключен к второму информационному входу (и)-го операционного,Лежнина Техред А.Кравчук Редактор ректор О.Кравцов Заказ 7082/48 Тира ПодписноеВНИИПИ Государственного ко ретениям и открытиям и113035, Мос ушская наб, д. 45 ж 667митета по изоб ква, Ж, Ра 1 ческое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная 4 Произв венно-пол