Адаптивная система управления

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для линейных динамических объектов управления, причем параметры объекта - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени параметры. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей адаптивной системы управления, который достигается за счет настройки значений элементов числового вектора параметров. Адаптивная система управления содержит объект управления и блок суммирования. Выход блока суммирования соединен с обоими входами третьего умножителя и с соответствующим входом четвертого умножителя. Выход третьего умножителя через квадратор и второй интегратор соединен с первым входом четвертого умножителя, выход которого подключен к входу объекта управления. В систему введены первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы и вторые умножители. Выходы объекта управления соединены с соответствующими входами первых умножителей и первыми входами вторых умножителей. Выход каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блок вычисления модуля и первый интегратор соединен с вторым входом каждого второго умножителя. Выходы вторых умножителей подключены к входам блока суммирования, выход которого подключен к вторым входам первых умножителей. 1 ил.

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для линейных динамических объектов управления, причем параметры объекта - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени параметры.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления /1/, содержащая блок задания коэффициентов, последовательно соединенные блок суммирования, первый умножитель, квадратор, интегратор, второй умножитель, выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы блока суммирования соединены с соответствующими выходами блока задания коэффициентов, выход блока суммирования подключен к первому и второму входу первого умножителя и ко второму входу второго умножителя, выход первого умножителя через квадратор и интегратор соединен с первым входом второго умножителя, выход которого подключен к входу объекта регулирования.

Недостатком этой системы является необходимость выбора и задания элементов числового вектора настройки параметров регулятора в условиях априорной неопределенности, что, как правило, представляет собой сложную задачу, решение которой существенно затрудняется с ростом размерности систем управления. Более того, в некоторых системах априорный выбор числовых значений элементов указанного вектора может быть и невозможен, хотя в каждом конкретном случае, т.е. при том или ином наборе неизвестных постоянных или медленно изменяющихся параметров объекта управления, решение задачи может иметь место. Таким образом, указанный недостаток существенно ограничивает функциональные возможности известных адаптивных систем управления, при построении которых используются неявные эталонные модели. В такой ситуации самонастройка вектора параметров является наиболее целесообразным, а в ряде случаев и единственно возможным подходом к построению систем управления, устойчиво работоспособных в условиях априорной неопределенности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе, содержащей объект управления, блок суммирования, выход блока суммирования подключен к соответствующим входам третьего и четвертого умножителей, выход третьего умножителя через квадратор и второй интегратор соединен с первым входом четвертого умножителя, выход которого подключен к входу объекта управления, введены первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы и вторые умножители, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами первых умножителей и первыми входами вторых умножителей, выход каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блок вычисления модуля и первый интегратор соединен с вторым входом соответствующего второго умножителя, выходы вторых умножителей подключены к входам блока суммирования, выход которого подключен ко вторым входам первых умножителей.

Вводя в систему первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы и вторые умножители, получают в системе новую функцию, которая заключается в том, что теперь элементы числового вектора настройки параметров регулятора будут настраиваться, что обеспечивает условие нормального функционирования объекта управления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы управления.

Система содержит объект управления 1, первые умножители 2_i (i=l,m), блоки вычисления модуля 3_i, первые интеграторы 4_i, вторые умножители 5_i, блок суммирования 6, третий умножитель 7, квадратор 8, второй интегратор 9, четвертый умножитель 10.

Выходы объекта управления 1 связаны с соответствующими входами каждого первого умножителя 2_i (i=l,m), первыми входами каждого второго 5_i умножителя, выход каждого первого умножителя 2_i связан с входом каждого блока вычисления модуля 3_i (i=l,m), выходы которых подключены к входу каждого первого интегратора 4_i (i=l,m), выход которого связан со вторым входом каждого второго умножителя 5_i (i= l,m), выходы которых связаны с соответствующими входами блока суммирования 6, выход которого подключен ко вторым входам каждого первого 2_i умножителя, к обоим входам третьего умножителя 7, и к входу четвертого умножителя 10, выход третьего умножителя 7 соединен с входом квадратора 8, выход которого связан с входом второго интегратора 9, выход которого связан с первым входом четвертого умножителя 10, выход которого подключен к входу объекта управления.

Система функционирует следующим образом.

Сигналы с выхода объекта 1 управления поступают на соответствующие входы каждого первого умножителя 2_i (i=l,m) и на первые входы каждого второго умножителя 5_i (i=l,m). На вторые входы каждого, первого 2_i (i=l,m) умножителя поступают сигналы с выхода сумматора 6. С выходов каждого первого 2_i умножителя сигналы поступают на входы соответствующих блоков вычисления модуля 3_i (i=l,m), где вычисляются их абсолютные значения. С выходов блоков вычисления модуля 3_i сигналы поступают на входы соответствующих первых интеграторов 4_i (i=l,m), где интегрируются. Сигналы с выходов каждого первого 4_i (i=l,m) интегратора поступают на вторые входы каждого второго умножителя 5_i (i=l,m). На первые входы вторых умножителей 5_i поступают соответствующие сигналы с выходов объекта управления 1. С выходов каждого второго умножителя 5_i сигналы поступают на входы сумматора 6, где складываются. Сигналы с выхода 6 сумматора поступают на оба входа третьего умножителя 7, на вход четвертого умножителя 10, на вторые входы каждого первого умножителя 2_i. Сигнал с выхода третьего 7 умножителя поступает на вход квадратора 8. В квадраторе происходит умножение сигнала с выхода третьего умножителя на тот же сигнал. Сигнал с выхода квадратора 8 поступает на вход второго интегратора 9, где интегрируется. Сигнал с выхода второго интегратора 9 поступает на первый вход четвертого умножителя 10, где происходит умножение сигнала с выхода второго интегратора 9 на сигнал с выхода блока 6 суммирования. Сигнал с выхода четвертого умножителя 10 (сигнал управления) поступает на вход объекта управления 1.

Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.

Формула изобретения

Адаптивная система управления, содержащая объект управления, блок суммирования, выход блока суммирования соединен с обоими входами третьего умножителя и с соответствующим входом четвертого умножителя, выход третьего умножителя соединен с входом квадратора, выход которого связан с входом второго интегратора, выход которого связан с первым входом четвертого умножителя, выход которого подключен ко входу объекта управления, отличающаяся тем, что в систему введены первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы и вторые умножители, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами первых умножителей и первыми входами вторых умножителей, выход каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блок вычисления модуля и первый интегратор соединен с вторым входом соответствующего второго умножителя, выходы вторых умножителей подключены к входам блока суммирования, выход которого подключен ко вторым входам первых умножителей.

РИСУНКИ

Рисунок 1