Адаптивная система управления

 

Изобретение относится к системам управления с адаптацией параметров регулятора . Цель изобретения - повышение точности, упрощение и расширение области применения системы. Система содержит шесть умножителей , -четыре сумматора, объект управления, дифференциатор и три регулятора . 1 ил.

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 05 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «ь "

=b(x, u j, t) u1, (1) хц(т) =u. (4) (21) 4949827/24 (22) 28.06.91 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (75) А.Я. Лащев (56) Саридис Дж. Самоорганизующиеся стохастические системы управления. — М.: Наука, 1980. С. 130. Петров Б.Н. и др. Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления. — М.: Машиностроение, 1972. С. 123.

Изобретение относится к системам управления нестационарным нелинейным объектом с помехой аддитивного характера, поступающей на вход системы и недоступной для измерения.

Цель изобретения — повышение точности, упрощение и расширение области применения системы.

Рассмотрим нестационарный нелинейный объект управления;

g (а (х, U1,t)x () +ф(1)) =

l =O где аъЬ вЂ” неизвестные нелинейные и нестационарные параметры объекта;

U1 — скалярное управление; ф - неизвестная помеха, Уравнение регулятора выберем в виде и1(t) =m(t)u — Зс (t)x — k1{t)х, (2) где m(t), k(t) и kt(t) — настраиваемые параметры регулятора; (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится .к системам управления с адаптацией параметров регулятора. Цель изобретения — повышение точности, упрощение и расширение области применения системы. Система содержит шесть умножителей, -четыре сумматора, объект управления, дифференциатор и три регулятора. 1 ил.

x(t), x(t) и(т) — измеряемые выходные величины и вход системы управления.

Запишем уравнение системы:

l (а (х, v1, t) x +g>(t))+ =2

+(а1(х, U1, t)+Ь(х, U1, t))x+

+(at«(x, u1, t)+b (x, U 1, t)k (t)) =

=Ь(х,u1,t)m(t)u+g (<(t). (3) ! †= o Q)

О

Выберем уравнение эталонной модели «4

Ф фь.

Далее обозначим а««) =х — х««,а«(х,us,t)+

+ Ь (х, и 1, т) 1(т) + 1<1(т)

Д аo(x U1,т)+Ь(х, U1, t)

a(t) Д=1+ДК(т), b(x,u1.t)m(t) =1+Да(т). (5) 1807447

l=o (9) — Лk1н (С) х

Выберем градиент

С учетом (5) из (3) и (4) запишем е=Лmu — Лкх — ЬЬxi+

Ьь (,, а1(х,о1, t)x () + g ф!(т). (6) Будем настраивать параметры регулятора по принципу отрицательной обратной связи к(т) -к(то)+ " н(t) ° k(tp) =1

k1(t) =k1(tp)+Aktq(t), k1(tp) =o

m(t)=m(to)+Ümí(t), m(to)=1. (7) Для определения значений hkH(t)

М1н(с)и Л mH(t) составим уравнение компенсации невязки е(t) согласно (6) — hk 1н(t)х. (8) . Обозначим е =Апцн(т) u — hk н (1) х— а значения параметров будет полагать такими, чтобы уменьшить в каждый момент времени градиент (9), например для параметрического приращения Ь k>(t):

Из (11) с учетом (91 запишем:

Или окончательно с учетом (7} запишем алгоритм адаптации параметров регулятора

k (t ) = 1 — Л (е х + - — -(— -"-)- -1 f i: х d c ), k1(t)= — Л(ях + + (px d t), d (Ex1.

m(r) =) -A(cx + — (-;-)-+f cuss). (n) то

Схема предложенной системы представлена на чертеже.

i0 Система содержит умножители 1-.6, сумматоры 7-10, объект 11 управления, дифференциатор 12 и регуляторы 13 — 15, например ПИД-регуляторы u(t} — входной сигнал системы, x(t) — выходной сигнал объекта

15 управления, (т) — помеха, F(c} — параметри- . ческая помеха.

Система работает следующим образом, Входной сигнал u(t) поступает на входы умножителей 1 и 3 и на суммирующий вход сумматора 7, на вычитающий вход которого поступает выходной сигнал системы x(t).

Сигнал е(t) с выхода сумматора 7 поступает на входы умножителей 3, 4 и 6, в которых он умножается соответственно на u(t), x(t) и x(t), Результат перемножения с них поступает на входы регуляторов соответственно 15, 13 и

14. Затем сигналы с выходов регуляторов

15, 13 и 14 поступают на входы умножителей

1 и 2 соответственно через сумматоры 8 и 9, 30 и на вход умножителя 5 непосредственно (см.чертеж). В умножителях 1, 2 и 5 происходит перемножение сигналов, поступивших на первые входы с сигналами соответственно u(t), x(t) и x(t). Сигнал x(t) получается путем

35 дифференцирования сигнала x(t) в дифференциаторе. 12. Таким образом, на входе объекта управления 11 получается сигнал, полученный на выходе сумматора 7 в виде (2), где сигналы m(t), k(t) и k1(t) определены в

40 (13) Формула изобретения

Адаптивная система управления, содержащая объект управления, три сумматора, первый регулятор и два умножителя, причем выход первого умножителя соединен с входом первого регулятора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом объекта управления, выход которого соединен с выходом системы, первым входом первого умножителя, вторым входом второго умножителя и первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, при этом первые входы второго

1807447 ca g(<) Составитель В,Березкин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Андрушенко

Редактор

Заказ 1379 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-.издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и третьего сумматоров являются вычитающими. о т л и ч э ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения системы,она содержит четвертый сумматор, второй и третий регуляторы, дифференциатор, и умножители с третьего . по шестой, причем выход объекта управления через дифференциэтор соединен с первыми входами третьего и четвертого умножителей, вход системы соединен с первыми входами пятого и шестого умножителей и с вторым входом третьего сумматора, выход которого. соединен с вторыми входами третьего и пятого умножителей, выходы которых соединены с входами соответственно второго и третьего регуляторов, выход третьего регулятора соединен с первым входом четвертого сумматора, выход кото5 рого соединен с вторым входом шестого умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, третий вход которого соединен с выходом четвер10 того умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора, при этом вторые входы первого и четвертого сумматоров соединены с входом значения

"1". а третий вход второго сумматора явля15 ется вычитающим.