Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины. Технический результат заключается в возможности стабилизации адаптивной системы при наличии объектов с запаздыванием по управлению. Система содержит объект регулирования, два блока задания коэффициентов, четыре сумматора, четыре умножителя, три интегратора, блок задержки. 1 ил.
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система стабилизации [1], содержащая объект регулирования, блок задания коэффициентов, сумматор, первый умножитель, интегратор, второй умножитель. Сигналы с выходов объекта регулирования поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов, который представляет собой блок умножителей. В блоке задания коэффициентов происходит умножение сигнала с каждого выхода объекта регулирования на постоянный коэффициент. Сигналы с выходов блока задания коэффициентов поступают на соответствующие входы блока суммирования, где складываются. Сигнал с выхода блока суммирования приходит на первый вход второго умножителя и на оба входа первого умножителя. В первом умножителе происходит умножение сигнала с выхода блока суммирования на этот же сигнал. Сигнал с выхода первого умножителя поступает на вход интегратора. Сигнал с выхода интегратора поступает на второй вход второго умножителя. Во втором умножителе происходит умножение сигнала с выхода блока суммирования на сигнал с выхода интегратора. Сигнал с выхода второго умножителя поступает на вход объекта регулирования. Недостатком этой системы, в случае наличия в объекте запаздывания по управлению, является неустойчивость положения равновесия. Целью изобретения является обеспечение асимптотической устойчивости положения равновесия системы при наличии в объекте запаздывания по управлению. Поставленная задача достигается тем, что в систему, содержащую блок задания коэффициентов, блок суммирования, последовательно соединенные первый умножитель, интегратор, второй умножитель, выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, введены блок задержки на величину , второй сумматор, второй блок задания коэффициентов, второй интегратор, третий сумматор, третий интегратор, третий умножитель, четвертый умножитель, четвертый сумматор, при этом первый вход второго сумматора подключен к выходу четвертого сумматора, второй вход второго сумматора подключен к выходу блока задержки, третий вход второго сумматора связан с выходом второго блока задания коэффициентов, выход второго сумматора подключен к входу второго интегратора, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора и к входу второго блока задания коэффициентов, второй вход третьего сумматора связан с выходом первого сумматора, выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого умножителя и с первым входом третьего умножителя, второй вход третьего умножителя подключен к выходу первого сумматора, выход третьего умножителя подключен к входу третьего интегратора, выход третьего интегратора соединен с первым входом четвертого умножителя, второй вход четвертого умножителя связан с выходом первого сумматора, выход четвертого умножителя связан с вторым входом четвертого сумматора, а первый вход четвертого сумматора связан с выходом второго умножителя, выход четвертого сумматора подключен к входу блока задержки, к входу объекта регулирования и к первому входу второго сумматора, выход блока задержки подключен к второму входу второго сумматора, к второму входу второго умножителя, к первому входу первого умножителя. На чертеже представлена блок-схема системы. Система содержит объект регулирования 1, первый блок задания коэффициентов 2, первый сумматор 3, первый умножитель 4, первый интегратор 5, второй умножитель 6, второй сумматор 7, второй интегратор 8, второй блок задания коэффициентов 9, третий сумматор 10, третий умножитель 11, третий интегратор 12, четвертый умножитель 13, четвертый сумматор 14, блок задержки 15. Объект регулирования описывается уравнением dxdt = Ax+bu(t-), y = L*x, (1) где хRn - вектор состояний объекта регулирования, L - матрица выхода, у1, . . . ,ym - выходы объекта регулирования, u - скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее уравнению u = -(*0y)-ku(t-), (2) где 0 - m - мерный вектор коэффициентов блока 2 задания коэффициентов, *0() - гурвицевый квазиполином степени n-1 с положительным старшим коэффициентом (() - числитель передаточной функции объекта регулирования); y - m - мерный вектор выходных координат объекта. Используя критерий гиперустойчивости Попова, можно показать, что реализуемый алгоритм настройки где >0 - число, >0 - число, z - выход дополнительного контура, динамика которого описывается уравнением dkdt = -a0z+u-u(t-), (4)где а0>0 - число,
обеспечивает асимптотическую устойчивость системы. Система функционирует следующим образом. Сигналы с выходов объекта регулирования 1 поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов 2. В блоке задания коэффициентов 2 происходит умножение сигнала с i-го выхода объекта регулирования 1 на постоянный коэффициент. Сигналы с выходов блока задания коэффициентов 2 поступают на соответствующие входы блока суммирования 3. Сигнал с выхода блока суммирования 3 приходит на второй вход третьего сумматора 10, на второй вход третьего умножителя 11 и на второй вход четвертого умножителя 13, сигнал с выхода третьего сумматора 10 подается на второй вход первого умножителя 4 и на первый вход третьего умножителя 11, сигнал с выхода первого умножителя 4 идет на вход первого интегратора 5, сигнал с выхода первого интегратора 5 идет на первый вход второго умножителя 6, сигнал с выхода второго умножителя 6 подается на первый вход четвертого сумматора 14, сигнал с выхода третьего умножителя 11 приходит на вход третьего интегратора 12, сигнал с выхода третьего интегратора 12 идет на первый вход четвертого умножителя 13, сигнал с выхода четвертого умножителя 13 подается на второй вход четвертого сумматора 14. Cигнал с выхода четвертого сумматора 14 идет на вход объекта регулирования 1, на первый вход второго сумматора 7 и на вход блока задержки 15, сигнал с выхода блока задержки 15 идет на второй вход второго сумматора 7, на первый вход первого умножителя 4 и на второй вход второго умножителя 6, сигнал с выхода второго сумматора 7 подается на вход второго интегратора 8, сигнал с выхода второго интегратора 8 подается на первый вход третьего сумматора 10 и на вход второго блока задания коэффициентов 9, сигнал с выхода второго блока задания коэффициентов 9 приходит на третий вход второго сумматора 7. Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементарной базы. Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1019400, кл. G 05 В 13/02, 1983 (прототип).
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к системам управления с переменной структурой и предназначено для управления объектами с переменными параметрами, а именно с изменяющимся моментом инерции, приведенным к валу исполнительного электродвигателя
Изобретение относится к системам управления с переменной структурой и предназначено для управления объектами с переменными параметрами, а именно с изменяющимся моментом инерции, приведенным к валу исполнительного электродвигателя
Самонастраивающийся электропривод робота // 2208242
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления приводами роботов
Самонастраивающийся электропривод робота // 2208241
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления приводами роботов
Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для линейных динамических объектов с запаздыванием по управлению, причем параметры объекта - произвольно меняющиеся параметры в замкнутых пределах
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
Блок периодической развертки для преобразователя напряжения с широтно-импульсной модуляцией // 2197059
Изобретение относится к области автоматического управления и предназначено для преобразователей напряжения с широтно-импульсной модуляцией
Самонастраивающийся электропривод робота // 2187426
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления приводами роботов
Изобретение относится к способу управления технологическим процессом
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления объектами с запаздыванием по состоянию нейтрального типа
Адаптивная цифровая комбинированная система управления нестационарными технологическими объектами // 2211470
Изобретение относится к системам автоматического цифрового управления объектами с нестационарными динамическими характеристиками, функционирующими в условиях высокого уровня контролируемых возмущений, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности
Система автоматизации // 2213365
Изобретение относится к системам автоматизации для разработки и эксплуатации промышленных установок, в частности для разработки, проектирования, реализации, ввода в эксплуатацию, технического обслуживания и оптимизации отдельных компонентов установки или комплектных установок в промышленности основных материалов
Адаптивная система с переменной структурой для управления скоростью движения подводного робота // 2215318
Изобретение относится к робототехнике и используется для создания системы управления скоростью движения подводного робота
Изобретение относится к автоматическому управлению, а именно к реализации трехпозиционных регуляторов с адаптивной средней позицией, и может быть использовано как при автоматизации промышленных объектов, так и объектов бытовой техники для автоматического регулирования в них тех или иных технологических величин
Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздываниями по состоянию и управлению // 2220433
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины
Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или меняющиеся во времени величины
Робастная система управления // 2222040
Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или меняющиеся во времени величины
Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для регулируемых мостовых преобразователей с двухсторонней широтно-импульсной модуляцией и с LC-фильтром в непрерывной части
Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для управления мостовым преобразователем с широтно-импульсной модуляцией и с LC-фильтром в непрерывной части с заданной формой кривой выходного параметра (напряжения или тока)
Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к системам управления положением инерционных объектов