Система адаптивного управления

(71) Заявитель 54) СИСТЕМА АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕ Изобретение относится к системам управления любого назначения . ,.и моает быть использовано в самонастраиваюцихся системах управлениятехнологическими процессами в авто 5матических системах оптимизации,Известен способ, заключаюцийсяв том, что управляемсе изменение процесса контролируют за каждый заданный отрезок времени, определяют уп 0равляемый параметр, соответствуюцийизменению контролируемого процессаи используют. его для воздействия насам процесс.Вычисляют дифференциальньп коэф 1Фициент изменения процесса и по величине Ц за определенньп 1 отрезоквремени, как разность между (1 с)-ойвыборкой процессов и М-ой выборкой, а также величину изменения К-ой вы 20 борки. Уточненную величину ЬУв 1 вы.числяют с использованием (1 с)-го управляемого параметра по величине изменения У 11, Уп и изменения У 4 за(1 с" 1) -ую выборку. КоэФФициент передачи 6 вычисляют по уточненной вели-,чине Ю и (к)-го управляемого параметра У . Вычисляют упрежденнуювеличину управляемого параметра У+по величине дифференциального коэффициента У за определенное время междуК-ой и (к+1)"ой выборками, когда наЕ-ую выборку процесса нет управлякщего воздействия. Величину параметра Уи за 1 с-ую выборку,определяют поупрежденной величине У,+, и коэффициенту передачи 11. Недостатком этого способа является больщой промежуток времени определения вектора состояния, и как следствие малая помехоустойчивость, зависимость свойств системы от скорости изменения. параметров и снижение быстродействия. Ограниченное количе- ство регулируемых параметров также приводит к снижению качества регулирования,932461пр 79( 1)111(1 1)фей(11 (9) Р = Ф(-)+Д(ОРГ 1 С (1 О)йЬо )оВыполнение (10 а) гарантирует ус,тойчивость система, наилучшие свойства по приближению (Зб) и (За) на каждом шаге обеспечиваются приЪЬ)- 9 ЕЬо 1:ОВ случае амплитудно-иытульсного управления все 0 при 1 фО обращаются в нуль и не учитываются в законе формирования управлякицих сигналов и коэффициентов в законе управ(ленин.При наличии возмущений видаеГ(ч)= 26;1;(1) (11)1"-Огдерф, +(Ок ф)(-1)кХИ+Я; (-1)(о.-д.)Х, +,е Р97В 6( ) ( 1) (6 С У (1) (12)1=0 1-0т.е. осуществляется компенсациявозмущений с целью повышения качества систем). При этом (1 Оа) переписывается в виде2 ХИ+ Е 3, +ОЖ(13)10а (Зб) принимает види и"РО =(-1Хи+ З 41 Х 1 И) +(1") (1(1"-1)+611 ф) (16) Все выводы справедливы для многоканальной многосвязной системи 9 8и этом все Х 9 О и (р становятся.вектОрами, а А, В, а, Ь 9 о 19 75 матрицами соответствующей размерности.При наличии ограничения по управлению вводится коррекция в О с целью обеспечения устойчивости системы в целом. Пусть на некотором интервале С +гС достигается ограничение по О, тогда О(, пересчитывается так, чтобы ограничение достигалось в конце интервала управления, при этом получаем некоторое значение О ,тогда принимаем 0 =О ,а на следующем интервале вводим коррекцию О в виде О"1)тОЪ) 6(,(Г)1ЕС(1" 1)(6 и916 И (1 (11)(17)(7)9 (8) подставляем 6Если в течение всего интервала О находится на ограничении, то Ц О.Аналогично вводятся ограничения по любой производной от управления.На Фиг. 1 представлена блок-схема системы адаптивного управления ", на Фиг. 2 - Функциональная схема ФильтраСистема адаптивного управления содержит регулятор 1 и объект 2 управления 9 выходы которых через коммутатор 3 подключены к соответствукщим входам параллельно включенных Фильтров 4. Выходы Фильтров соединены с входами сумматора 5. Выходи сумматора 5 через блок 6 памяти соединены с соответствующими входами блока 7 Формирования Функции чувствительирсти 9 вычислительного устройства 8, блока 9 переменных коэффициентов и блока 10 формирования коэффициента передачи контура коррек;ции параметров. Выходы блока 1 О Формирования коэффициента передачи контура коррекции параметров и блока 7 Формирования Функции чувствительности подключены к входам вычислитель)ного устройства 8. Выход генератора11 компенсирующих возмущений подключен к соответствующим входам блока10 формирования коэффициента передачи контура коррекции параметров, вычислительного устройства 8 и блока 9 переменных коэффициентов. Вычислительное устройство 8, блок 9 переменных коэффициентов, регулятор 1 и объект 2 управления соединены последовательно, Входы блока 12 коррекции функции чувствительности подключены к выходам регулятора 1 и объекта932461 Задающее воздействие 6 подается Иа вход блока 7 Формировааы Функции чувствительности, Формирующего оценку отклонения динамических свойств канала от заданных по полученными значениям составляющих вектора состоя 1. ния канала, поступающих с выхода блока 6 памяти. Причем определение 1-ой составляющей вектора состояния на заданном .промежутке. времени осуществляется умножением выходного сиг- . , напа объекта 2 управления и регулятора .1 на "ую проиэводнув некоторой Функции времени 9(1), образующейся в ноль вместе со своими производеми до (п)-ой включительно (и - порядок дифференциального уравнения, описывающего поведение канала) на концах промежутка и интегрированием произведения на этом промежутке времени. Умножение и интегрирование реализуется с помощью параллельно включенных Фильтров 4переход. ные характеристики которых соответствуют функции времени Ф(й) и ее производным Ю(й) до (и-) включительно, на соответствукицие входы которых через коммутатор 3 поступают сигналы с регулятора 1 и объекта 2 управления, Коммутатор 3 необходим в том случае, когда осуществляется фильтрация в цифровой форме. При этом он позволяет осуществлять аналогоциФровое преобразование ОИ) и Х(й) с помощью одного аналого-цифрового преобразователя. Формула изобретения 1. Система адаптивного управления, содержащая блок формирования коэффициента передачи контура коррекции параметров, последовательно соединенные блок Формирования Функции чувствительности, вычислительное устройство, блок переменных коэффициентов, регулятор и объект управления, выходы блока переменных коэффициентов и регулятора через блок коррекции Функции чувствительности соединены с входом блока Формированию Функции чувствительности,92 управления, а выход соединен с входом блока 7 формирования Функции чувствительности. Фильтр 4 содержит аналого-цифровой преобразователь 13, на вход которого поступают сигналы с коммутатора, а выход подключен через ключ 14 к входу первого накопителя 15. Выход накопителя 15 через ключ 16 соединен с входом второго накопителя 17 выход которого через ключ 18 связан с входом первого накопителя 15. Фильтр 4 содержит так- же генератор 19 тактовой частоты, выход которого подключен к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя 13, ключа 16, через первую линию 20 задержки к входу ключа 14 и через вторую линию 21 задержки к входу ключа 18, Выходы накопителей 5 и 1.7 подключены к соответствующим входам сумматора 5.Адаптивная. система работает следующим образом. о Суююатор 5 осуществляет Формирование составляющих вектора состояния н,выходные сигналы сумматора 5, соответствующие составляющим вектрра ф состояния (4 б), запоминаются в блоке 6 памяти.Оценка отклонения динамическихсвойств канала от заданных описывается зависимостью (ба), формируется в виде линейной комбинации составляющих вектора состояния спараметрами комбинации, равными коэффициентам дифференциапьного уравненияИА, В., описывающего эталонные динамические свойства системы - зависимость (2). Блок 10 Формированиякоэффициента передачи контура коррекции параметров реализует зависимость(13), обеспечивая устойчивость сисфб теы. Вычислительное устройство 8в еоответствии с соотнааениями (7),(6) (15) определяет приращение коэффициентов о, ,а блок 9переменим коэффициентов определя 2 Фет новые значения еЦ, 5),(зависимости (9), (10), (16) и вычисляет сигнал управления, определяемыйвыражением (4), по которому регулятор 1 Формирует управляющее воздейЗО ствие. Генератор 11 компенсирующихвозмущений Формирует сигналы, определяемюезависимостью 1. Блок 12коррекции функции чувствительностиобеспечивает устойчивость системаЗ при наличии ограничения по управлению и возмущений, действующих нарегулятор 1 и описывается зависимостью ( 17),Предлагаемую систему возможнореализовать в микропроцессорной технике и использовать в качестве локальялх регуляторов в АСУТП.1 93246 выход блока формирования коэффициента передачи контура коррекции параметров соединен с входом вычислительного устройства, входы блока Фор. мирования коэффициента передачи кой- % тура коррекции параметров, вычислительного устройства и блока переменных коэффициентов соединены с выходом генератора компенсирующих сигналов, о т л и ч а ю щ а я с я 1 а тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости, устойчивости и надежности системы, она содержит параллельно включенные фильтры, сумматор и блок памяти, вход Фильтров через 1 В коммутаторы соединен с выходами объекта управления и регулятора, а выходы Фильтров через сумматор соединены с блоком памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами 2 В блока формирования функции чувствительности, вычислитепьного устройства, блока переменных коэффициентов, блока Формирования коэффициента передачи котура коррекции пара З метров.2. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что фильтр содержит две линии задержки и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, первый ключ, первый накопитель, второй ключ, второй накопитель и третий ключ, выход которого соединен.с вторым входом первого накопителя, второй вход второго ключа соединен непосредственно с первым входом аналого-циФрового преобразователя, через первую линию задержки - с вторым входом третьего ключа и через вторую линию задержки - с вторым входом первого ключа, выходы накопителей соединены с соответствующими входами фильтра, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом коммутатора.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Заявка Японии У 52-31507,кл. С 05 В 13/02, НКИ 54 ( 7) ВЗ,15,08. 77,2, Авторское свидетельство СССР .В 634234, кл. С 05 В 15/00, 25,11,78,Папп ТехредМ. Гергель. рректор Е.Рощк едактор Тираж 908 ИИПИ Государственного делам изобретений и 35, Москва, К, Ра