RU2165639C1

RU2165639C1 - Adaptive object control system incorporating delay provision

Info

Publication number: RU2165639C1
Application number: RU99122739A
Authority: RU
Inventors: Е.Л. Еремин; С.Г. Акилова; Т.А. Галаган
Original assignee: Амурский государственный университет
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-04-20

Abstract

FIELD: automatic control systems. SUBSTANCE: system has delay unit, adding units, multipliers, integrators, and modulo computing units. Provision is made for adjusting parameters of numeric vector items. EFFECT: enlarged functional capabilities of system. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления динамическими объектами, причем параметры объекта - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины. The invention relates to technical cybernetics and can be used in control systems of dynamic objects, the object parameters being unknown constant or slowly varying in time values.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления для объектов с запаздыванием (патент РФ N 2130636, кл. G 05 B 13/02, 1999 - прототип), содержащая объект управления, блок запаздывания, блок задания коэффициентов, последовательно соединенные первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы, вторые умножители, первый блок суммирования, последовательно соединенные второй блок суммирования, третий умножитель, второй интегратор, четвертый умножитель, третий блок суммирования, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами каждого первого умножителя, входами каждого второго умножителя и соответствующими входами блока запаздывания, выход первого блока суммирования подключен ко вторым входам каждого первого умножителя, ко второму входу третьего умножителя и к первому входу третьего блока суммирования, выходы блока запаздывания соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, выходы которого связаны с соответствующими входами второго блока суммирования, выход которого подключен к первому входу третьего умножителя и ко второму входу четвертого умножителя, выход четвертого умножителя соединен со вторым входом третьего блока суммирования, первый вход третьего блока суммирования связан с выходом первого блока суммирования, а выход подключен к входу объекта управления. The closest technical solution to the proposed one is an adaptive control system for objects with delay (RF patent N 2130636, class G 05 B 13/02, 1999 - prototype), containing the control object, delay unit, coefficient setting unit, first multipliers connected in series, module calculation blocks, first integrators, second multipliers, first summing unit, serially connected second summing unit, third multiplier, second integrator, fourth multiplier, third summing unit, outputs of the control the phenomena are connected to the corresponding inputs of each first multiplier, the inputs of each second multiplier and the corresponding inputs of the delay unit, the output of the first summing unit is connected to the second inputs of each first multiplier, to the second input of the third multiplier and to the first input of the third summing unit, the outputs of the delay unit are connected to the corresponding the inputs of the unit for setting coefficients, the outputs of which are connected with the corresponding inputs of the second summing unit, the output of which is connected to the first input row and the third multiplier to the second input of the fourth multiplier, the output of the fourth multiplier connected to a second input of the third summing unit, the first input of the third summing block connected to the output of the first summation unit, and an output connected to the input of the control object.

Недостатком этой системы является необходимость выбора элементов числового вектора настройки параметров регулятора в условиях априорной неопределенности, что представляет собой сложную задачу. В этом случае выбор целесообразнее заменить самонастройкой вектора параметров, что в ряде случаев является единственно возможным подходом к построению систем управления, устойчиво работоспособных в условиях априорной неопределенности. The disadvantage of this system is the need to select the elements of a numerical vector for adjusting the parameters of the controller under conditions of a priori uncertainty, which is a difficult task. In this case, it is more expedient to replace the choice by self-tuning the parameter vector, which in some cases is the only possible approach to constructing control systems that are stably operable under conditions of a priori uncertainty.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы. The aim of the invention is to expand the functionality of the system.

Поставленная цель достигается тем, что в системе, содержащей объект управления, блок запаздывания, первый блок суммирования, первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы, вторые умножители, второй блок суммирования, третий блок суммирования, выходы объекта управления соединены с входами блока запаздывания и с соответствующими входами первых и вторых умножителей, выходы каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блоки вычисления модуля и первые интеграторы соединены с входами соответствующего второго умножителя, выходы вторых умножителей подключены к входам первого блока суммирования, последовательно соединенные третий умножитель и второй интегратор, второй вход третьего умножителя соединен с выходом первого блока суммирования, выход которого подключен кo вторым входам первых умножителей и к первому входу третьего блока суммирования, дополнительно введены третьи умножители и соединенные последовательно с ними вторые интеграторы, выходы блока запаздывания подключены к первым входам третьих умножителей, вторые входы дополнительно введенных третьих умножителей соединены с выходом первого блока суммирования, выходы вторых интеграторов соединены с входами второго блока суммирования, выход которого подключен ко второму входу третьего блока суммирования, выход третьего блока суммирования подключен к входу объекта управления. This goal is achieved by the fact that in the system containing the control object, the delay unit, the first summing unit, the first multipliers, module calculation units, the first integrators, the second multipliers, the second summing unit, the third summing unit, the outputs of the control object are connected to the inputs of the delay unit and with the corresponding inputs of the first and second multipliers, the outputs of each first multiplier are connected in series through the corresponding corresponding module calculation blocks and the first integrators to the inputs of the corresponding of the existing second multiplier, the outputs of the second multiplier are connected to the inputs of the first summing unit, the third multiplier and the second integrator are connected in series, the second input of the third multiplier is connected to the output of the first summing unit, the output of which is connected to the second inputs of the first multipliers and to the first input of the third summing unit, additionally introduced third multipliers and second integrators connected in series with them; outputs of the delay unit are connected to the first inputs of third multipliers; inputs third inputs of the multipliers are connected to the output of the first summation unit outputs the second integrator connected to the inputs of the second summing unit, an output of which is connected to the second input of the third summing unit, a third summing unit output is connected to the input of the control object.

Поставленная цель достигается тем, что, вводя в систему дополнительно третьи умножители, вторые интеграторы, получают в системе новую функцию, которая заключается в том, что выбор всех элементов числового вектора настройки параметров регулятора заменен самонастройкой, что обеспечивает условие нормального функционирования системы. This goal is achieved by the fact that by introducing additional third multipliers, second integrators into the system, they get a new function in the system, which consists in the fact that the choice of all elements of the numerical vector for adjusting the controller parameters is replaced by self-tuning, which ensures the normal functioning of the system.

На чертеже представлена блок-схема системы. The drawing shows a block diagram of a system.

Система содержит объект управления 1, первые умножители 2_i, (i=1,m), блоки вычисления модуля 3_i (i=l,m), первые интеграторы 4_i (i=l,m), вторые умножители 5_i (i= l, m), первый блок суммирования 6, блок запаздывания 7, третьи умножители 8_i, (i=l,m), вторые интеграторы 9_i (i=l,m), второй блок суммирования 10, третий блок суммирования 11.The system contains the control object 1, the first multipliers 2 _i , (i = 1, m), the calculation blocks of the module 3 _i (i = l, m), the first integrators 4 _i (i = l, m), the second multipliers 5 _i (i = l, m), the first summing block 6, the delay block 7, the third multipliers 8 _i , (i = l, m), the second integrators 9 _i (i = l, m), the second summing block 10, the third summing block 11.

Выходы объекта управления 1 связаны с соответствующими входами каждого первого умножителя 2_i (i=l,m), входами каждого второго 5_i (i=l,m) умножителя и соответствующими входами блока 7 запаздывания, выход каждого первого умножителя 2_i (i=l,m) 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 первого 6 блока суммирования, выход которого подключен ко вторым входам каждого первого 2_i (i= l,m) умножителя, ко вторым входам каждого третьего умножителя 8_i и к первому входу третьего блока 11 суммирования, выходы блока запаздывания 7 соединены с соответствующими входами каждого третьего умножителя 8_i (i=l,m), выходы каждого третьего умножителя 8_i (i=l,m) подключены к входу каждого второго интегратора 9_i (i= l,m), выходы которых связаны с соответствующими входами второго 10 блока суммирования, выход которого подключен ко второму входу третьего блока 11 суммирования, первый вход которого связан с выходом первого блока 6 суммирования, а выход подключен к входу объекта 1 управления.The outputs of the control object 1 are associated with the corresponding inputs of each first multiplier 2 _i (i = l, m), the inputs of each second 5 _i (i = l, m) multiplier and the corresponding inputs of the delay unit 7, the output of each first multiplier 2 _i (i = l, m) is connected to the input of each unit of calculation of module 3 _i (i = l, m), the outputs of which are connected to the input of each first integrator 4 _i (i = l, m), the output of which is connected to the second input of every second multiplier 5 _i (i = l, m), the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first 6 summation block, the output of which is connected to the second To the first inputs of each first 2 _i (i = l, m) multiplier, to the second inputs of each third multiplier 8 _i and to the first input of the third summing unit 11, the outputs of the delay unit 7 are connected to the corresponding inputs of each third multiplier 8 _i (i = l, m), the outputs of every third multiplier 8 _i (i = l, m) are connected to the input of every second integrator 9 _i (i = l, m), the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the second 10 summing unit, the output of which is connected to the second input of the third block 11 summation, the first input of which is connected with the output of the first b lok 6 summation, and the output is connected to the input of the object 1 control.

Система функционирует следующим образом. The system operates as follows.

Сигналы с выхода объекта управления 1 одновременно поступают на соответствующие входы блока запаздывания 7. Сигнал с выхода первого блока суммирования 6 поступает на вторые входы каждого первого умножителя 2_i (i=l,m). На первые входы каждого первого умножителя 2_i поступают соответствующие сигналы с выхода объекта управления 1. 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 первых интеграторов поступают на первые входы каждого соответствующего второго умножителя 5_i (i=l,m). На вторые входы вторых умножителей 5_i поступают соответствующие сигналы с выходов объекта управления 1. С выходов каждого второго умножителей 5_i сигналы поступают на входы первого блока суммирования 6, где складываются между собой. Сигнал с выхода первого блока суммирования 6 поступает на первый вход третьего блока суммирования. Сигналы с выходов блока 7 запаздывания через время, равное времени запаздывания, поступают на первые входы каждого третьего умножителя 8_i (i=l,m). На вторые входы каждого третьего умножителя поступают сигналы с выхода первого блока суммирования 6. С выходов каждого третьего 8_i (i= l, m) умножителя сигналы поступают на входы соответствующих вторых интеграторов 9_i (i=l,m), где интегрируются. Сигналы с выходов каждого второго 9_i (i=l,m) интегратора поступают на входы второго блока суммирования 10, где складываются. Сигналы с выхода второго блока 10 суммирования поступают на второй вход третьего блока 11 суммирования, где складываются с сигналом, поступающим на первый вход третьего блока 11 суммирования с выхода первого блока 6 суммирования. Сигнал с выхода третьего блока 11 суммирования, являющийся сигналом управления, поступает на вход объекта управления.The signals from the output of the control object 1 simultaneously arrive at the corresponding inputs of the delay unit 7. The signal from the output of the first summing unit 6 is supplied to the second inputs of each first multiplier 2 _i (i = l, m). The first inputs of each first multiplier 2 _i receive the corresponding signals from the output of the control object 1. From the outputs of each first 2 _i multiplier, the signals go to the inputs of the corresponding blocks of the calculation of module 3 _i (i = l, m), where their absolute values are calculated. From the outputs of the calculation blocks of module 3 _{i, the} signals are fed to the inputs of the corresponding first integrators 4 _i (i = l, m), where they are integrated. The signals from the outputs of the first integrators are fed to the first inputs of each corresponding second multiplier 5 _i (i = l, m). The second inputs of the second multipliers 5 _i receive the corresponding signals from the outputs of the control object 1. From the outputs of each second multipliers 5 _{i, the} signals are fed to the inputs of the first summing unit 6, where they are added together. The signal from the output of the first summing unit 6 is fed to the first input of the third summing unit. The signals from the outputs of the delay unit 7 after a time equal to the delay time, arrive at the first inputs of every third multiplier 8 _i (i = l, m). The second inputs of every third multiplier receive signals from the output of the first summing unit 6. From the outputs of every third 8 _i (i = l, m) multiplier, the signals go to the inputs of the corresponding second integrators 9 _i (i = l, m), where they are integrated. The signals from the outputs of each second 9 _i (i = l, m) integrator are fed to the inputs of the second summing unit 10, where they add up. The signals from the output of the second summing unit 10 are fed to the second input of the third summing unit 11, where they are added to the signal supplied to the first input of the third summing unit 11 from the output of the first summing unit 6. The signal from the output of the third summing unit 11, which is a control signal, is input to the control object.

Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы. This device can be implemented industrially based on a standard elemental base.

Claims

Adaptive control system for objects with delay, containing the control object, the outputs of which are connected to the inputs of the delay unit and to the corresponding inputs of the first and second multipliers, the output of each first multiplier is connected in series through the corresponding unit of the module calculation and the first integrator is connected to the input of the corresponding second multiplier, the outputs the second multipliers are connected to the inputs of the first summing unit, the output of which is connected to the second inputs of the first multipliers and the first input the third summing unit, the output of which is connected to the input of the control object, the second summing unit, the third multiplier and the second integrator connected in series, the second input of the third multiplier connected to the output of the first summing unit, characterized in that the third multipliers are additionally introduced into the system and connected in series with them the second integrators, the outputs of the delay unit are connected to the first inputs of the third multipliers, the second inputs of the additionally introduced third multipliers are connected to the output of of the first summing unit, the outputs of the second integrators are with the inputs of the second summing unit, the output of which is connected to the second input of the third summing unit.