Дифференциальная система идентификации

(28) Приоритет ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Днепропетровский ордена Трудового Красного ЗнамениГосударственный университет имени 300.летия ВоссоединенияУкраины с Россией(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ИДЕБЧ ИФИКАЦИИ Изобретение относится к области дифференциальных систем экстремального управления, Оно может найти применение при идентифика. ции линейных объектов, передаточные функции которых не имеют нулей, и коэффициенты уравнения которых приблизительно на порядок отличаются друг от друга, при условии, что априори заданы порядок структуры индентифицируемого объекта, верхняя и нижняя границы допустимых значений коэффициентов его уравнения и выполнены условия асимптотической сходимости процесса поиска параметров мо. делей.Известны системы идентификации, содержа. шие настраиваемую модель, блок сравнения, вычислитель критерия идентификации и испол нительное устройство, которое осуществляет изменение параметров модели. В качестве кри. терия идентификации в таких системах обычно применяется некоторый функционал, в общем случае зависящий от входного сигнала, выходных сигналов модели и объекта, параметров модели и врсмсни, а модель имеет фиксированнчю структуру, которая выбирается исходя из априорных сведений об идентифицируемомобъекте 11121 и (З 1Однако в этих системах структура моделиоказывает больщое влияние на точность и скорость настройки лараметров модели. Точностьсистемы в значительной степени зависит отадекватности выбранной структуры моделиструктуре объекта, а скорость настройки параметров модели (быстродействие системы) вэначителной степени определяется взаимосвязью,существующей между ними. При неортогональных параметрах каждый параметр необходиморегулировать несколько раз, применяя итера.тивные процедуры настройки, Указанные обсто.ятельства значительно снижают то ность и быст.родействие известных систем,Наиболее близкой по технической сущностик предложенной является дифференциальнаясистема идентификации, содержащая интегратор,вход которого подключен ко входу объекта, аивыход - ко входам первой и второй моделеиобъекта, выходы которых подклн 1 чены к первымвходам соответственно первого и второго бло.ков сравнения, вторые входы которых попклю.7281 х=Ах+1 х(0)=0 чены к выходу объекта, а выходы - соответственно к первому и второму входам блоканастройки параметров моделей, выходы которого соединены с соответствуюгцими управляющими входами первой и второй моделейобъекта 41Однако для этой системы характерны низкие,точносгь и быстродействие.Цель изобретения - повышение точностии быстродействия системы. 1 ОЭто достигается тем, что в системе выходыобъекта, первой и второй моделей объектаподкл 1 очены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам блока настройки пара метров моделей. 15Функциональная схемасистемы представленана фиг. 1; функциональная схема ц-го элеметаблока настройки параметров моделей представ.лена на фиг. 2; принципиальная схема усили.теля постоянного тока представлена на фиг, 3;переходные процессы выходных сигналов объекта и моделей объекта и процессы настройки па.раметров моделей объекта при ступенчатом,линейном, квадратичном и гармоническом входных воздействиях представлены на фиг, 4.8, 25Система состоит иэ объекта 1, первой и второй моделей 2, 3, первого и второго блоковсравнения 4,5, интегратора 6 и блока настройкипараметров моделей 7,В состав блока настройки параметров 7, изменяющего значение 2 и параметров моделей,входит и эквивалентных элементов. Каждыйиз и элементов блока настройки параметровмоделей 7 (фиг. 2) включает в себя по двасимметричных взаимосвязанных канала, состоящих из семи интеграторов 8, 9, 10, 19, 20,27, 28, восьми множительных устройств 11, 12,13, 14, 17, 18, 25, 26, трех блоков сравнения15, 16, 29, двух блоков выделения модуля 21,22, двух усилителей 23, 24,( усилитель 24 в отличие от усилителя 23 обеспечивает инверсиюсигнала) и нелинейного элемента 30, обеспечивающего выделение знака ситнала рассогласования между значениями соответствующих настраиваемых, параметров,45Все элементы блока настройки параметровмоделей 7, модели объекта 2 и 3, блоки срав.пения 4 и 5 и интегратор 6 представляют собойустройства, реализованные на базе аналоговойвычислительной техники с использованием су. шествующего двухканального усилителя посто.янного тока (УПТ), принципиальная схема которого изображена на фигЗ.В приведенной схеме УПТ канал усиленияс модуляцией и демодуляцией выполнен натранзисторах 31-40. Включение интегральногопрерывателя 31 по дифференциальной схемесущественно снижает величину паразитногозаряда транзисторного модулятора. Для управ 13 4ления модулятором 31 и демодулятором 40 в УПТ применен мультивибратор 34, 35, формирующий прямоугольные импульсы с частотой 2 кГц Высокочастотные составляющие вхопного сигнала поступают через разделительный конденсатор на широкополосный усилитель, собранный на транзисторах 41-47. Суммирование сигналов происходит.в дифференциальном каскаде 41.42. Коррекция частотной характеристики широкополосного усилителя осуществляется корректирующей цепочкой 48, включенной в коллекторную цепь транзисторов 41-42. Схема УПТ с коэффициентом усиления 100 и 10 работоспособна в диапазоне темпераур +60 С при измененвг питающих напряжений +10%.Сущность предлагаемого изобретения заклю.чается в следующем.Пусть динамика кваэистационарного объектауправления 1 описывается векторным дифференциальным уравнением где, х=х(т) - и - мерный вектор выходных координат объекта;1=1 (т) -и - мерный вектор входного сигнала; А=П ацИ -матрица неизвестных ац (. = 1, 2 и) параметров объекта, области изменения которых а 11," а Д заданы.Распознавание неизвестных параметров объекта производится при помощи попарно-встречных движений соответствующих параметров двух моделей объекта 2 и 3, динамика которых опи. сывается дифференциальными уравнениямич =,ч=Ьч+,г (О) =0,Е=СЕ ф,Е (О)=0. Здесь у = у(т) и г = х(т) -и - мерны.е векторы выходных координат моделей;1 о = 1 о (т) - и - мерный вектор управления настраиваемыми моделаями (1 о=1, Фо(0) =-0);В: НЬ;р и С= И (Ч = 12, и) - матрицы настраиваемых параметров, соверщающих встречные движения в областяхиО Ь 1(0), с;1(О) , Причем, а;1(-а;1, а;1Ь(О), п(0)3.Изменение параметров моделей объекта 2 и 3 осуществляется блоком настройки параметров моделей 7, который организует встречное движение параметров Ь и сп ( ,1 = 1,2,и) по следующему законуЬ.(а =К,Ь,1 х. -Ч = Ъ 1 одс, .Ьих.З-у Ъьа.(С,-Ь,.)о о о 1 3 фВс" АР К .с-х .-Ь., Их,- 1). 4 1 о 41 о 1 ог7 728113настройки параметров Ь, Ьт, Ьз, с ст и сзмоделей 2,3,первой и второй моделей объекта подключенысоответственно к третьему, четвертому и пятомувходам блока настройки параметров моделей.Формула .изобретения Лифференциальная система идентификации, содержащая интегратор, вход которого подключен ко входу объекта, а выход - ко входам первой и второй моделей объекта, выходы котоп рых подключены к первым входам, соответственно первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых подключены к выходу объекта, а выходы - соответственно к первому и второму входам блока настройки параметров 15 моделей, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами первой. и второй моделей объекта, о т л и ч а ющ а я с я тем, что,. с целью повышения точности и быстродействия системы, выходы объекта, 20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, "Теория автоматического регулирования"под ред. Солодовникова В. В кн. 2, "Машиностроение" М., 1967, с. 138 - 142,2. Маатеп М.К., ЗотасЬ В,Р. "Ас 1 арвче гпо -де 11 пц о 1 т 1 гпе чаг 1 аЫе ауатепза"1 п 1 огаат 1 опапд Соптго, 1969, 15, Мф 3,3. Гельфандбейн Л. А, Методы кибернетической диагностики динамических систем, Зинатке, Рига, 1967, с. 408.416,4. Васильев В, А. Беспоисковые дифферен.Ф. Рещетннк Т. Каменская Техре т яз 1137/ Тираж 956И Государственного комитм изобретений и открытиаква, Ж 35, Раутдскм наб., д. 4/ к ЧТТИИП по дел ТТ 3035, М 1 и,тиач ТТПП