Устройство управления автоматическими системами при структурной неопределенности

Изобретение относится к области цифровых систем управления и может быть использовано для решения задач быстродействия в автоматизированных системах, например в радиотехнике в системах фазовой автоподстройки частоты. Техническим результатом является увеличение быстродействия и числа режимов функционирования автоматизированных систем. Устройство содержит блок хранения констант, блок формирования разности, два блока формирования модуля, пять блоков формирования произведения, блок формирования производной, два блока формирования суммы и блок формирования отношения. 3 ил.

 

Изобретение относится к области цифровых систем управления и может быть использовано для решения задач быстродействия в автоматизированных системах при структурной неопределенности, которая проявляется в изменении математической модели объекта управления в процессе его функционирования. Ключевая гипотеза, позволяющая решить такую задачу, состоит в том, что динамика объекта удовлетворяет вариационному принципу Гамильтона – Остроградского. Это позволяет использовать условия максимума функции обобщенной мощности для построения устройства управления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство адаптивного регулирования на основе объединённого принципа максимума (см. патент RU № 2646373, опубл. 02.03.2018 г.), содержащее блок хранения констант, блок формирования функции tan, блок линии задержки, два блока разности, два блока формирования модуля, блок суммы, четыре блока формирования произведения и блок отношения.

Недостатком устройства является отсутствие возможности изменения терминального состояния, а также относительно низкое быстродействие, что связано с аппроксимацией релейного режима тригонометрической функцией тангенс.

Техническим результатом является увеличение быстродействия и числа режимов функционирования устройства.

Технический результат достигается за счет того, что устройство управления автоматическими системами при структурной неопределенности содержит блок хранения констант, первый выход которого соединен с первым входом блока формирования разности, выход которого соединен с первым входом второго блока формирования суммы и первым входом второго блока формирования произведения, выход которого соединен с вторым входом второго блока формирования модуля, выход которого соединен с первым входом третьего блока формирования произведения, второй выход блока хранения констант соединен с первым входом первого блока формирования произведения, выход которого соединен с первым входом первого блока формирования суммы, выход которого соединен с вторым входом блока формирования отношения, третий выход блока хранения констант соединен с вторым входом первого блока формирования суммы, четвертый выход блока хранения констант соединен с вторым входом четвертого блока формирования произведения, пятый выход блока хранения констант соединен с вторым входом пятого блока формирования произведения, выход первого блока формирования модуля соединен с вторым входом первого блока формирования произведения, причем вход устройства соединён со вторым входом блока формирования разности, входом первого блока формирования модуля и входом блока формирования производной, выход которого соединен с вторым входом второго блока формирования произведения и вторым входом третьего блока формирования произведения, выход которого соединен с первым входом блока формирования отношения, выход которого соединен с первым входом четвертого блока формирования произведения, выход которого соединен с вторым входом второго блока формирования суммы, выход которого соединен с первым входом пятого блока формирования произведения, выход которого является выходом устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена блок-схема устройства управления автоматическими системами при структурной неопределенности.

На Фиг.2 представлен фазовый портрет динамической системы второго порядка.

На Фиг.3 представлена динамика состояния объекта управления.

Устройство управления автоматическими системами при структурной неопределенности содержит блок хранения констант 1; блок формирования разности 2; первый и второй блоки формирования модуля 3, 8; пять блоков формирования произведения 4, 6, 9, 12, 13; блок формирования производной 5; первый и второй блоки формирования суммы 7, 11 и блок формирования отношения 10.

Работа устройства поясняется выражением:

(1)

где – текущее состояние, – текущая скорость, С – заданное терминальное состояние, λ–1 – неопределенный множитель Лагранжа, L – константа, зависящая от формы линии переключения, ε – константа, определяющая сдвиг линии переключения.

Устройство работает следующим образом: В момент времени значение подаётся на второй вход блока 2 формирования разности, на вход блока 3 формирования модуля и на вход блока 5 формирования производной, с выхода которого значение поступает на второй вход второго блока 6 формирования произведения и на второй вход третьего блока 9 формирования произведения, с выхода которого значение поступает на первый вход блока 10 формирования отношения, с выхода которого значение поступает на первый вход четвертого блока 12 формирования произведения, с выхода которого значение поступает на второй вход второго блока 11 формирования суммы, с выхода которого значение поступает на первый вход пятого блока 13 формирования произведения, с выход которого значение поступает на выход устройства. С первого выхода блока 1 хранения констант значение поступает на первый вход блока 2 формирования разности, с выхода которого значение поступает на первый вход второго блока 11 формирования разности и первый вход второго блока 6 формирования произведения, с выхода которого значение поступает на вход второго блока 8 формирования модуля, с выхода которого значение поступает на первый вход третьего блока 9 формирования произведения, а со второго выхода блока 1 хранения констант значение L поступает на первый вход первого блока 4 формирования произведения, c выхода которого значение поступает на первый вход первого блока 7 формирования суммы, c выхода которого значение поступает на второй вход блока 10 формирования отношений, с третьего выхода блока 1 хранения констант значение поступает на второй вход первого блока 7 формирования суммы, с четвертого выхода блока 1 хранения констант значение -1 поступает на второй вход четвертого блока 12 формирования произведения, с пятого выхода блока 1 хранения констант значение поступает на второй вход пятого блока 13 формирования произведения, с выхода первого блока 3 формирования модуля значение поступает на второй вход первого блока 4 формирования произведения.

Пример. Рассмотрим динамическую систему второго порядка

(2)

и необходимо поставить задачу синтеза управления, обеспечивающего минимум функционала

. (3)

Оценка эффективности (1) произведена на основе сравнения с прототипом, функционирование которого задано выражением [1,2]:

(4)

Результаты математического моделирования приведены на фигурах 2, 3. Их анализ показывает, что в отличие от прототипа предлагаемое устройство обеспечивает большее быстродействие, а также позволяет выбрать терминальное состояние с нулевой скоростью. Непосредственное использование (4) не позволяет решить задачу (2), (3).

Результаты, приведенные в примере, позволяют сделать заключение о достижении заявленного технического результата.

Литература

1. Костоглотов А.А., Лазаренко С.В. Синтез адаптивных систем сопровождения на основе гипотезы о стационарности гамильтониана гиперповерхности переключения // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. № 2. С. 121-125.

2. Костоглотов А.А., Лященко З.В., Лазаренко С.В., Дерябкин И.В., Манаенкова О.Н. Синтез адаптивных многорежимных регуляторов на основе комбинированного управления объединенного принципа максимума // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2016. № 3. С. 124-132.

Устройство управления автоматическими системами при структурной неопределенности, содержащее блок хранения констант, первый выход которого соединен с первым входом блока формирования разности, выход которого соединен с первым входом второго блока формирования суммы и первым входом второго блока формирования произведения, выход которого соединен со вторым входом второго блока формирования модуля, выход которого соединен с первым входом третьего блока формирования произведения, второй выход блока хранения констант соединен с первым входом первого блока формирования произведения, выход которого соединен с первым входом первого блока формирования суммы, выход которого соединен со вторым входом блока формирования отношения, третий выход блока хранения констант соединен со вторым входом первого блока формирования суммы, четвертый выход блока хранения констант соединен со вторым входом четвертого блока формирования произведения, пятый выход блока хранения констант соединен со вторым входом пятого блока формирования произведения, выход первого блока формирования модуля соединен со вторым входом первого блока формирования произведения, причем вход устройства соединён со вторым входом блока формирования разности, входом первого блока формирования модуля и входом блока формирования производной, выход которого соединен со вторым входом второго блока формирования произведения и вторым входом третьего блока формирования произведения, выход которого соединен с первым входом блока формирования отношения, выход которого соединен с первым входом четвертого блока формирования произведения, выход которого соединен со вторым входом второго блока формирования суммы, выход которого соединен с первым входом пятого блока формирования произведения, выход которого является выходом устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является обеспечение выбора оптимальных решений методом главного критерия.

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем.

Изобретение относится к области специализированной вычислительной техники, а именно к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем.

Изобретение относится к области специализированной вычислительной техники и может найти применение при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных систем.

Изобретение относится к области специализированной вычислительной техники, а именно - к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем.

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и предназначено для моделирования комбинаторных задач при проектировании РЭА и ВС. .

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для выбора оптимальных решений из ряда возможных вариантов. .

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для выбора оптимальных решений из ряда возможных вариантов. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах, осуществляющих определение оптимального плана распределения каналов передачи в многополюсных сетях.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для выбора оптимальных решений из ряда возможных вариантов. .

Устройство управления энергетической сетью летательного аппарата, включающей множество единиц энергетического оборудования, содержит модуль (40) выбора по меньшей мере одной цели (19) оптимизации из множества заданных целей, модуль (42) приема данных об оборудовании, модуль (41) приема данных о летательном аппарате и модуль (43) определения, исходя из данных (21) об оборудовании и данных (20) о летательном аппарате, установочных рабочих параметров (22) энергетического оборудования, подходящих для достижения по меньшей мере одной выбранной цели (19) оптимизации.

Изaобретение относится к области видеонаблюдения, а именно к технологиям, направленным на обнаружение тревожных траекторий движения объектов. Технический результата заключается в расширении арсенала технических средств в части обнаружения тревожных траекторий движения объектов за счет проверки на предмет тревожности каждой траектории движения объектов по заданным правилам обнаружения тревожных траекторий.

Изобретение относится к самонастраивающейся системе управления электроприводом. Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота содержит электродвигатель, редуктор, датчики положения и скорости, датчики ускорения, датчик массы, сумматоры, блоки умножения, задатчики сигнала, квадраторы, дифференциаторы, релейный элемент, усилители и функциональные преобразователи: синусные и косинусные.

Изобретение относится к самонастраивающейся системе управления электроприводом. Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота содержит электродвигатель, редуктор, датчики положения и скорости, датчики ускорения, датчик массы, сумматоры, блоки умножения, задатчики сигнала, квадратор, дифференциаторы, релейный элемент, усилители и функциональные преобразователи: синусные и косинусные.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса получения микрокапсулированного холинхлорида из его водного раствора на основе активного адсорбента.

Группа изобретений касается управления работой насосной системы (НС), насосные агрегаты (НА) которой, например на площадях фонтанов, могут вводиться в эксплуатацию в разном количестве и эксплуатироваться с разным числом оборотов.

Изобретение относится к способу динамического управления техническими средствами. Осуществляют прием первой неформализованной входной последовательности символов, включающей идентификационный признак, вводят код размещения для проверки принятых последовательностей, аналогичным образом принимают другие неформализованные последовательности символов и записывают их в адрес постоянного запоминающегося устройства в соответствии с их кодом размещения, производят контроль всей совокупности принятых последовательностей, формируют команды управления при положительном результате проверки для использования их при изменении режимов работы технических средств.

В настоящем изобретении предлагается способ инвертирования потока с непрерывной нефтяной фазой в поток с непрерывной водной фазой и достижения одного или более требуемых параметров добычи в скважине, добывающей текучую среду, содержащую нефть и воду, или инвертирования потока с непрерывной нефтяной фазой в поток с непрерывной водной фазой и достижения одного или более требуемых параметров транспортировки в трубопроводе, транспортирующем текучую среду, содержащую нефть и воду, причем в скважине или транспортном трубопроводе имеется насос, при этом способ содержит следующие шаги: (а) уменьшают частоту вращения насоса до тех пор, пока не будет выполнена инверсия из потока с непрерывной нефтяной фазой в поток с непрерывной водной фазой или не будет достигнуто заданное условие остановки; (b) если инверсия не была выполнена на шаге (а), регулируют давление на устье скважины или давление на приемной стороне транспортного трубопровода для выполнения инверсии; (с) стабилизируют поток при условии, достигнутом на шагах (а) или (b); и (d) осторожно регулируют одно или оба из давления на устье скважины и частоты вращения насоса для достижения одного или более требуемых параметров добычи.

Изобретение относится к резервированным управляющим системам, в частности к системам для управления приводами. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности устройства и точности управления приводами за счет автоматического переключения на исправный канал при управлении нерезервированной нагрузкой (резервированной дублированием) и уменьшения влияния дестабилизирующих факторов на точность управления.

Группа изобретений относится к зарядке аккумуляторов электрического транспортного средства. Способ планирования зарядки электрического транспортного средства заключается в следующем.

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к средствам мониторинга охраняемой территории, предназначенным для обнаружения с помощью технических средств объектов, проникающих на охраняемую территорию и вызывающих срабатывания технических средств обнаружения (ТСО).

Изобретение относится к области цифровых систем управления и может быть использовано для решения задач быстродействия в автоматизированных системах, например в радиотехнике в системах фазовой автоподстройки частоты. Техническим результатом является увеличение быстродействия и числа режимов функционирования автоматизированных систем. Устройство содержит блок хранения констант, блок формирования разности, два блока формирования модуля, пять блоков формирования произведения, блок формирования производной, два блока формирования суммы и блок формирования отношения. 3 ил.

Наверх