RU2027214C1 - Система идентификации параметров нестационарного объекта с переменным запаздыванием - Google Patents
Система идентификации параметров нестационарного объекта с переменным запаздыванием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027214C1 RU2027214C1 SU4858228A RU2027214C1 RU 2027214 C1 RU2027214 C1 RU 2027214C1 SU 4858228 A SU4858228 A SU 4858228A RU 2027214 C1 RU2027214 C1 RU 2027214C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- inputs
- outputs
- amplifiers
- multipliers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к идентификаторам параметров нестационарного объекта с переменным запаздыванием. Цель изобретения - повышение точности, устойчивости и расширения области применения - которая достигается тем, что система дополнительно содержит второй, третий и четвертый блоки сумматоров, четыре блока дифференциаторов, три блока усилителей, три блока интеграторов, третий блок усилителей, третий блок усилителей с переменным коэффициентом передачи и блок с переменным запаздыванием. 1 ил.
Description
Изобретение относится к системам управления нестационарным объектом с переменным запаздыванием, а именно к системам идентификации переменных параметров.
Целью изобретения является повышение точности и запаса устойчивости идентификатора, а также расширение области применения для объектов управления с переменными параметрами и запаздыванием.
Цель достигается введением в систему блоков дифференциаторов, блоков усилителей, блока усилителей с переменным коэффициентом усиления, блока усилителей с переменным запаздыванием, блока умножителей.
Суть изобретения в следующем.
Дифференциальное уравнение нестационарного объекта управления с запаздыванием (с переменным запаздыванием по выходу) имеет вид
= a(t)X +b(t)U +c(t)X(t-τ), τ = var (1)
Разлагают величину Х (t - τ) в ряд Тейлора
X(t-τ)= X(t) + (-τ) + (-τ)2 +...+ (-τ)n (2)
n = 1,2,..., и ограничиваются, двумя членами разложения
X(t-τ) = X(t) - (t)τ(t) (3)
Подставляют выражения (3) в уравнение (1):
= a(t)X + b(t)U + c(t)[X-(t)] (4) или в эквивалентном виде
= [a(t) + c(t)]X + b(t)U -c(t)τ(t) (5)
Представляют уравнение (5) в виде
= [a°(t) + c°(t)]X + b°(t)U - c°(t)τ°(t) +
+ [Δa°(t) + Δc°(t)]X + Δb°(t)U - Δc°(t)τ°(t) (6)
Обозначают через ▽ = ▽н :
где выполняются равенства
(8)
Выбирают функцию Ляпунова в виде
V = κ ▽▽н + 0,5 (Δa+ Δb+ + Δc) (9)
κ = const > 0 и находят ее производную
= κ (+ )+ Δa+ Δb + + Δc (10)
Определяют из уравнения (7) значение (t):
= Δ˙a°X + Δa + Δ˙c°X + Δc + Δ˙b°U + Δb - - (11) и подставляют ▽н и в выражение (10):
= [(Δa°+ Δc°)X + Δb°U- ] + κ▽[Δ˙a°X + Δa +
+ Δ˙c°X + Δc + Δ˙b°U + Δb - - ] + (12)
+ Δa°·Δ˙a° + Δc°·Δ˙c°+ Δb°·Δ˙b°+ Δτ°·Δ˙τ°.
= a(t)X +b(t)U +c(t)X(t-τ), τ = var (1)
Разлагают величину Х (t - τ) в ряд Тейлора
X(t-τ)= X(t) + (-τ) + (-τ)2 +...+ (-τ)n (2)
n = 1,2,..., и ограничиваются, двумя членами разложения
X(t-τ) = X(t) - (t)τ(t) (3)
Подставляют выражения (3) в уравнение (1):
= a(t)X + b(t)U + c(t)[X-(t)] (4) или в эквивалентном виде
= [a(t) + c(t)]X + b(t)U -c(t)τ(t) (5)
Представляют уравнение (5) в виде
= [a°(t) + c°(t)]X + b°(t)U - c°(t)τ°(t) +
+ [Δa°(t) + Δc°(t)]X + Δb°(t)U - Δc°(t)τ°(t) (6)
Обозначают через ▽ = ▽н :
где выполняются равенства
(8)
Выбирают функцию Ляпунова в виде
V = κ ▽▽н + 0,5 (Δa+ Δb+ + Δc) (9)
κ = const > 0 и находят ее производную
= κ (+ )+ Δa+ Δb + + Δc (10)
Определяют из уравнения (7) значение (t):
= Δ˙a°X + Δa + Δ˙c°X + Δc + Δ˙b°U + Δb - - (11) и подставляют ▽н и в выражение (10):
= [(Δa°+ Δc°)X + Δb°U- ] + κ▽[Δ˙a°X + Δa +
+ Δ˙c°X + Δc + Δ˙b°U + Δb - - ] + (12)
+ Δa°·Δ˙a° + Δc°·Δ˙c°+ Δb°·Δ˙b°+ Δτ°·Δ˙τ°.
Переписывают выражение (12) в эквивалентном виде:
= κΔa° + κΔb° + κΔc° -
- κΔτ° + κΔ˙a°▽X + κΔ˙c°▽X +κΔ˙b°▽U - (13)
- + Δa°·Δ˙a° + Δc°·Δ˙c° + Δb°·Δ˙b° + Δτ°·Δ˙τ°
Из выражения (13) для обеспечения неположительности производной функции Ляпунова, а значит, и для устойчивости системы идентификации достаточно выполнение условий
(14)
2κo= κ
Условия (14) выполняются, если выбрать следующие составляющие компонент адаптации параметров:
(15)
Ввиду того, что для ≅ 0 0 необходимо выполнение условий (14) одновременно, то очевидно, что в законе настройки необходимы все составляющие из выражений (15), поэтому алгоритм адаптации параметров записывают в виде параметрических приращений
(16)
Из выражения (16) видно, что ▽(t) = 0 есть положение устойчивого равновесия, так как все параметрические управления обращаются одновременно в ноль.
= κΔa° + κΔb° + κΔc° -
- κΔτ° + κΔ˙a°▽X + κΔ˙c°▽X +κΔ˙b°▽U - (13)
- + Δa°·Δ˙a° + Δc°·Δ˙c° + Δb°·Δ˙b° + Δτ°·Δ˙τ°
Из выражения (13) для обеспечения неположительности производной функции Ляпунова, а значит, и для устойчивости системы идентификации достаточно выполнение условий
(14)
2κo= κ
Условия (14) выполняются, если выбрать следующие составляющие компонент адаптации параметров:
(15)
Ввиду того, что для ≅ 0 0 необходимо выполнение условий (14) одновременно, то очевидно, что в законе настройки необходимы все составляющие из выражений (15), поэтому алгоритм адаптации параметров записывают в виде параметрических приращений
(16)
Из выражения (16) видно, что ▽(t) = 0 есть положение устойчивого равновесия, так как все параметрические управления обращаются одновременно в ноль.
Необходимо сделать важное замечание. Найденные параметрические управления не являются тонущими параметрическими отклонениями Δ аo(t), Δ co(t), Δ τo (t) и Δ bo(t), а алгоритмы адаптации требуются для устойчивости адаптивной системы управления.
Уравнения адаптации параметров записывают в виде
a(t) = a°(t) +Δa (t)
c(t) = c°(t) +Δc (t)
b(t) = b°(t) +Δb (t)
c(t)τ(t) = c°(t)τ°(t) + Δb где индексы н означают настройки, которые необходимо принять равными
На чертеже представлена система идентификации параметров нестационарного объекта управления с переменным запаздыванием. Система содержит объект 1 управления, блоки 2-5 сумматоров, блоки 6-8 умножителей, блоки 9-12 дифференциаторов, блоки 14-15 усилителей с переменным коэффициентом усиления, блоки 16-18 интеграторов, блоки 19-21 усилителей и блок 22 с переменным запаздыванием.
a(t) = a°(t) +Δa
c(t) = c°(t) +Δc
b(t) = b°(t) +Δb
c(t)τ(t) = c°(t)τ°(t) + Δb
На чертеже представлена система идентификации параметров нестационарного объекта управления с переменным запаздыванием. Система содержит объект 1 управления, блоки 2-5 сумматоров, блоки 6-8 умножителей, блоки 9-12 дифференциаторов, блоки 14-15 усилителей с переменным коэффициентом усиления, блоки 16-18 интеграторов, блоки 19-21 усилителей и блок 22 с переменным запаздыванием.
Работает система следующим образом.
На вход системы идентификации поступает сигнал управления U(t), который присутствует на входах объекта 1 управления и блока 13 усилителей с переменным коэффициентом усиления. Выходной сигнал последнего поступает на вход блока 5 сумматоров, в котором формируется сигнал ▽(t). Сигналы U(t) и ▽(t), поступающие на входы блока 6 умножителей, перемножаются и преобразуются в ПИД-регуляторе, составленном из блоков 10, 16, 19 и 2. На выходе блока 2 образуется сигнал параметрической настройки параметров блока 13, на вход настройки которого и поступает сигнал с выхода блока 2. Таким образом, производится реализация алгоритмов адаптации параметров блока матрицы управления b(t) блока 13 по второму уравнению выражения (16). Аналогично реализуются остальные уравнения (16). Ввиду того, что алгоритмы адаптации для Δ ао(t) и Δ со(t) совпадают, реализация их возможна одними и теми же элементами функциональной схемы: блоками 8, 12, 18, 21 и 4, а выход сигнала настройки - выход блока 4 поступает одновременно на входы настройки параметров блоков 14 и 15. Работа этих блоков аналогична работе контура настройки параметров блока 13. Контур настройки времени запаздывания имеет аналогичную структуру контуров адаптации с той лишь разницей, что в блоке 7 умножителей сигнал ▽ (t) перемножается с сигналом Х(t). Таким образом, одновременной подстройкой параметров системы - параметров блоков 13, 14, 15 и 22 обеспечивается стремление ▽(t) 0 на основе реализации принципа отрицательной обратной связи по параметрам (8). Ввиду того, что сигнал ▽ (t) ≠ 0 означает наличие отклонений параметров объекта от параметров настраиваемых блоков 13, 14, 15 и 22, при ▽ (t)_→ 0 параметры этих блоков близки к параметрам объекта, а при ▽ (t) = 0 равны последним.
Claims (1)
- СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА С ПЕРЕМЕННЫМ ЗАПАЗДЫВАНИЕМ, содержащая первый блок сумматоров, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами первого и второго блоков усилителей с переменным коэффициентом усиления, информационные входы первого блока усилителей с переменным коэффициентом усиления являются входами системы и подключены к первой группе входов первого блока умножителей, выходы которого подключены к входам первого блока интеграторов, а вторая группа входов соединена с первой группой входов второго блока умножителей, подключенного выходами к входам второго блока интеграторов, и объект управления, отличающаяся тем, что в нее введены второй - четвертый блоки сумматоров, четыре блока дифференциаторов, три блока усилителей, третий блок интеграторов, третий блок умножителей, третий блок усилителей с переменным коэффициентом передачи и блок с переменным запаздыванием, входы системы соединены с входами объекта управления, выходы которого являются выходами системы, соединенными с информационными входами второго блока усилителей с переменным коэффициентом усиления и через первый блок дифференциаторов подключены к третьей группе входов первого блока сумматоров и второй группе входов второго блока умножителей, выходы объекта управления подключены к первой группе входов третьего блока умножителей и через последовательно включенные третий блок усилителей с переменным коэффициентом усиления и блок с переменным запаздыванием соединены с четвертой группой входов первого блока сумматоров, выходы которого подключены к вторым группам входов первого и третьего блоков умножителей, выходы первого блока умножителей через первый блок усилителей и второй блок дифференциаторов подключены к первой и второй группам входов второго блока сумматоров, третья группа входов которого подключена к выходу первого блока интеграторов, а выходы соединены с входами настройки первого блока усилителей с переменным коэффициентом усиления, выходы второго блока умножителей через второй блок усилителей и третий блок дифференциаторов подключены к первой и второй группам входов третьего блока сумматоров, третья группа входов которого подключена к выходам второго блока интеграторов, а выходы соединены с входами настройки блока с переменным запаздыванием, выходы третьего блока умножителей через третий блок усилителей и четвертых блок дифференциаторов подключены к первой и второй группам входов четвертого блока сумматоров, третья группа входов которого подключена к третьему блоку интеграторов, а выходы подключены к входам настройки второго и третьего блоков усилителей с переменным коэффициентом усиления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4858228 RU2027214C1 (ru) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Система идентификации параметров нестационарного объекта с переменным запаздыванием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4858228 RU2027214C1 (ru) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Система идентификации параметров нестационарного объекта с переменным запаздыванием |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027214C1 true RU2027214C1 (ru) | 1995-01-20 |
Family
ID=21531569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4858228 RU2027214C1 (ru) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Система идентификации параметров нестационарного объекта с переменным запаздыванием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027214C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592464C1 (ru) * | 2015-04-23 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ идентификации сложного объекта управления дробного порядка |
-
1990
- 1990-08-29 RU SU4858228 patent/RU2027214C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Борцов Ю.А. и др. Электро-механические системы с адаптивным и модальным управлением. Л.: Энергоатомиздат, 1984, с.109, рис.4.4. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592464C1 (ru) * | 2015-04-23 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ идентификации сложного объекта управления дробного порядка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bellman | The stability of solutions of linear differential equations | |
Fridman et al. | New bounded real lemma representations for time-delay systems and their applications | |
JPS55158715A (en) | Gain control circuit | |
RU2027214C1 (ru) | Система идентификации параметров нестационарного объекта с переменным запаздыванием | |
US2831969A (en) | Automatic gain control ratio circuit | |
JPS5636701A (en) | Pi or pid regulator | |
RU2027212C1 (ru) | Адаптивная нелинейная система управления | |
US4210874A (en) | Gain control amplifier circuit | |
RU2282883C1 (ru) | Самонастраивающаяся система управления для астатических объектов с запаздыванием по управлению | |
RU2031434C1 (ru) | Система адаптивного управления нестационарными нелинейными объектами | |
SU1053065A1 (ru) | Аналоговое устройство дл определени частной производной | |
Verriest | Robust stability of differential delay systems | |
Kohne et al. | Comments on" Eigenvalue control in distributed-parameter systems using boundary inputs" | |
RU2039371C1 (ru) | Система автоматического управления нестационарным объектом | |
RU2012997C1 (ru) | Адаптивный фильтр для оценивания нестационарных процессов | |
SU884082A1 (ru) | Управл емый фильтр | |
SU1265694A1 (ru) | Система автоматического регулировани | |
SU1103350A1 (ru) | Измерительный усилитель | |
RU2027211C1 (ru) | Самонастраивающаяся система управления с эталонной моделью | |
RU2058577C1 (ru) | Адаптивная система управления | |
JPH0666041B2 (ja) | 2自由度サンプル値pid制御装置 | |
SU943641A2 (ru) | Нелинейное корректирующее устройство дл систем автоматического управлени с переменной структурой | |
SU798884A1 (ru) | Интегратор | |
SU1167583A1 (ru) | Самонастраивающа с след ща система | |
SU1149213A1 (ru) | Адаптивный регул тор |