RU2003161C1 - Адаптивна система управлени нестационарным нелинейным объектом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике. Цель изобретени  - повышение устойчивости и области применени  при существенных изменени х параметров объекта управлени  - достигаетс  тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные первый блок дифференцировани  и второй блок умножени  последовательно соединенные второй блок дифференцировани , третий блок умножени , второй сумматор и второй блок с переменным коэффициентом усилени  и последовательно соединенные четвертый блок умножени  и второй блок интегрировани  1 ил

Description

Изобретение относитс  к управлению злчнейными нестационарными объекта- - чи, о именно к адаптивным системам управ- г- и t ,и ч.

Цглью изобретени   вл етс  повыше- , г ;. ус гоичивости системы и расширение об- 1 .и, и применени  при изменени х -1пг, ,метрое объекта управлени  в широком диапазоне и со значительными скорост ми.

На чертеже представлена фунедиональ- нат схема адаптивной системы управлени  нестационарным нелинейным объектом.

Система содержит блоки 1 и 2 дифференцировани , сумматоры 3 и 4, блок 5 сравнени , блоки 6 и 7 с переменным коэффициентом усилени , блоки 8, 9,10 и 11 умножени , блоки 12 и 13 интегрировани , объект 14 управлени , F(t) - параметрическое озмущение, V(t)- входной сигнал сис- , O viw, U(t) - управление поступающее на вход объекта управлени .

Рг -смотрим объект управлени 

О)

(2)

;дг, х С Rn, LJ G Rm, n(t), n(t)-настраиваемые тл дмотры регул тора; v(t) - скал рный зходной сигнал системы (1), (2). Будем производить настройку параметров m(t) и k(t) из услови  обеспечени  некоторой скорости убывани  функции Л унова вида

V lu2

(3)

Запишем из (3) значение производной функции Л пунова

V U UH,

(4)

где значение скорости убывани  нев зки UH будем выбирать из равенства

UM AmV - ДкХ.

(5)

где n(t) и k(t) - законы изменени  параметров регул тора m{t), k(t) с целью обеспечени  неравенства в любой момент времени

V - U UH 0(6)

Из (8) с учетом (5) получим

V U ( AmV ь AmV - Akx -Akx) (7)

Дл  обеспечени  неравенства (6) необходимо , чтобы выполн лись равенства

Am -UV, Am -UV, Ak Ux, Ak Ux

(8)

Из (8) можно записать законы настройки параметров m(t) и k(t) в виде параметриче- Ю ских нев зок

Дт(1) -{UV + / UVdt),

15

to

(9)

Ak(t) Ux + j Uxdt

to

Законы адаптации (9) параметров m(t) и

k(t) вида m(t) + Am(t) и k(t) + Ak(t) обеспечат устойчивость движени  системы (1), (2) при любом виде входного сигнала V(t) и любых изменени х параметров объекта управлени  (1).

Изменени  параметров объекта (1) и

входного сигнала измен т значение измер емого сигнала нев зки в системе (2) и путем организации отрицательной обратной св зи по выходному сигналу x(t) будут скомпенсированы . Кроме того, изменени  параметров регул тора позвол ет обеспечить устойчивость системы управлени  при любых изменени х параметров объекта (1) и входного сигнала V(t), если цепь адаптации параметров регул тора (2) будет достаточно быстродействующей .

Система работает следующим образом. Входной сигнал V(t) поступает через

блок 6с переменным коэффициентом усилени  на вход блока сравнени  5, в котором он сравниваетс  с сигналом обратной св зи с выхода блока 7 с переменным коэффициентом усилени . Сигнал с выхода блока 5 сравнени  поступает на вход объекта управлени  14. Настройка переменных параметров т(г)и k(t) производитс  по алгоритмам (9) по выходному и входному сигналам объекта управлени  14. Сигнал U(t) с выхода блока 5

сравнени  поступает на входы блоков 8,9, 10 и 11 умножени . На вторые вхеды блоков 8 и 9 поступают входной сигнал системы V(t) и производна  входного сигнала с выхода блока 1 дифференцировани  соответственно.

На входы сумматора 3 поступает сигнал с выхода блока 8 умножител  и через блок интегрировани  12 - с выхода блока 9 умножени . На выходе сумматора 3 получаетс  сигнал настройки параметра m(t) блока б с переменным коэффициентом усилени  со

гласно первому уравнению системы уравне-ципу отрицательной обратной св зи по паний (9). Аналогично реализуетс  второй ал-раметру.

горитм адаптации параметра k(t) обратнойТаким образом, настройкой параметров

св зи системы уравнений (9). С этой цельют(т,)и k(t) можно добитьс  обеспечени отривыходной сигнал x(t) объекта уравнени  145 цательности производной функции Л пунопоступает на вход блока 7 с переменнымва (6), т.е. обеспечить устойчивость системы

коэффициентом усилени  и на второй входуправлени  при произвольных изменени х

блока умножени  11, а через блок диффе-параметров объекта управлени  (1). В люренцировани  2 - на второй вход блока 10бом случае параметрические возмущени 

умножени . Сигналы с выходов блоков 10 и10 F(t) парируютс  изменением параметров

11 поступают соответственно непосредст-блоков 6 и 7 с переменными коэффициентавенно и через блок интегрировани  13 нами усилени .

входы сумматора 4, на выходе которого пол-(56) Борцов Ю.А., Пол ков Н.Д., Путов

учаетс  согласно второму уравнению систе-В.В, Электромеханические системы с адапмы уравнений(9) приращение сигнала Ak{t),15 тизным и модальным управлением. Л.:

которое добавл етс  «.сигналу k(t) по прин-Энергоатомиздат, 1984, с. 107, рис. 4.3.

Claims (1)

1. Формула изобретени умножени , отличающа с  тем, что в нее

   АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕ- 20 введены Два блока дифференцировани , НИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ НЕЛИНЕЙ- Два сумматора и третий и четвертый блоки НЫМ ОБЪЕКТОМ, содержаща  первый Умножени , подключенные выходами к блок с переменным коэффициентом усиле- пеРвым входам соответственно первого и ни , информационный вход которого  вл - ос ВТ°Р°ГО сумматоров, соединенных зторы- етс  входом системы и подключен к 25 ми входами с выходами первого и второго пеовому входу первого блока умножени , интеграторов, а выходами подключенных к соединенного выходом с входом первого Управл ющим входам соответственно пер- интегратора, блок сравнени , первый и вого и второго блоков с переменным коэф- второй входы которого подключены к вы- ™ Фччиентом усилени , вход системы через ходам соответственно первого и второго первый блок Дифференцировани  подклю- блоков с переменным коэффициентом уси- чен к первомУ ВХОДУ тРетьего блока Умно лени , а выход блока сравнени  соединен жени  соединенного вторым с входом объекта управлени , выход кото-входом первого блока умножени  и инрого  вл етс  выходом системы, информа- 35Ф0Рмационнь1М входом объекта УпРавле- ционный вход второго блока с ™ - выход которого соединен с переменным коэффициентом усилени  со- информационным входом второго блока с единен с первым входом второго блока ум- переменным коэффициентом усилени  и

   кожени , соединенного выходом с входом чеРез ВТ°Р°И блок дифференцировани  второго интегратора, а вторым входом под- 40 подключен к первому входу четвертого

   ключенного к второму входу первого блока блока Умножени , соединенного вторым

   входом с вторым входом второго блока умножени .