RU2449337C1 - Delayed control servo system for a priori undefined objects - Google Patents
Delayed control servo system for a priori undefined objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449337C1 RU2449337C1 RU2011116368/08A RU2011116368A RU2449337C1 RU 2449337 C1 RU2449337 C1 RU 2449337C1 RU 2011116368/08 A RU2011116368/08 A RU 2011116368/08A RU 2011116368 A RU2011116368 A RU 2011116368A RU 2449337 C1 RU2449337 C1 RU 2449337C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- multiplier
- integrator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для линейных динамических объектов периодического действия с априорно-неопределенными параметрами и запаздыванием по управлению.The invention relates to automatic regulation and can be used for linear dynamic objects of periodic action with a priori-indefinite parameters and control delay.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система автоматического регулирования /Авторское свидетельство СССР №723510, кл. G05В 17/00, 1980/, содержащая измеритель рассогласования, усилитель, сглаживающий фильтр, сумматор, первый двухпозиционный переключатель, первый и второй идентичные блоки записи-воспроизведения информации, второй двухпозиционный переключатель, исполнительное устройство, объект регулирования, датчик обратной связи, программное устройство, на вход измерителя рассогласования поступает с программного устройства управляющее воздействие, изменение которого во времени в течение цикла строго повторяется от цикла к циклу. Образующаяся на выходе измерителя рассогласования разность текущего значения выходного параметра объекта регулирования и управляющего воздействия поступает на вход усилителя, а с выхода усилителя через сглаживающий фильтр - на один из выходов сумматора. Выходной сигнал сумматора подается на вход исполнительного устройства и одновременно, через двухпозиционный переключатель, на вход одного из блоков записи-воспроизведения информации, находящегося в режиме записи информации, на второй вход сумматора через первый двухпозиционный переключатель поступает выходной сигнал второго блока записи воспроизведения информации, находящегося в режиме воспроизведения информации.The closest technical solution to the proposed one is the automatic regulation system / USSR Copyright Certificate No. 723510, class. G05B 17/00, 1980 / comprising a mismatch meter, an amplifier, a smoothing filter, an adder, a first on / off switch, first and second identical information recording / reproducing units, a second on / off switch, an actuator, an adjustment object, a feedback sensor, a software device, at the input of the mismatch meter, a control action is received from the software device, the change of which in time during the cycle is strictly repeated from cycle to cycle. The difference between the current value of the output parameter of the control object and the control action formed at the output of the mismatch meter is fed to the input of the amplifier, and from the output of the amplifier through a smoothing filter, to one of the outputs of the adder. The output signal of the adder is fed to the input of the actuator and at the same time, through the on / off switch, to the input of one of the information recording / reproducing units in the information recording mode, the second signal of the adder, through the first on / off switch, receives the output signal of the second information reproducing recording unit information playback mode.
Недостатком этой системы регулирования является то, что она работает только с устойчивыми, положительно определенными минимально-фазовыми объектами без запаздывания.The disadvantage of this control system is that it only works with stable, positively defined minimum-phase objects without delay.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей системы, т.е. обеспечение возможности регулирования неустойчивыми априорно-неопределенными объектами с запаздыванием по управлению в периодических режимах.The objective of the invention is the expansion of the functionality of the system, i.e. providing the ability to control unstable a priori-indefinite objects with a delay in control in periodic modes.
Поставленная задача достигается тем, что в следящую систему, содержащую измеритель рассогласования, на вход которого поступает с программного устройства управляющее воздействие, изменение которого во времени в течение цикла строго повторяется от цикла к циклу, образующаяся на выходе измерителя рассогласования разность поступает на вход усилителя, а с выхода усилителя через сглаживающий фильтр - на первый вход первого сумматора, выход которого подключен к входу второго двухпозиционного переключателя, выходы которого подсоединены к входам блоков записи-воспроизведения информации, выходы блоков записи-воспроизведения информации связаны с входами первого двухпозиционного переключателя, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, выходы таймерного устройства подключены к управляющим входам двухпозиционных переключателей и блоков записи-воспроизведения информации, выход исполнительного устройства подсоединен к входу объекта регулирования, выход которого связан с входом датчика обратной связи, дополнительно введены второй сумматор, блок задержки на величину запаздывания объекта управления, третий сумматор, первый интегратор, блок задания коэффициентов, четвертый сумматор, первый умножитель, второй интегратор, второй умножитель, третий умножитель, третий интегратор, четвертый умножитель, при этом первый вход первого умножителя подключен к выходу датчика обратной связи, второй вход - к выходу измерителя рассогласования, а выход - к входу второго интегратора, выход интегратора подключен к первому входу второго умножителя, второй вход второго умножителя связан с выходом датчика обратной связи, а выход - со вторым входом второго сумматора, первый вход второго сумматора подключен к выходу первого сумматора, выход второго сумматора подключен к входу исполнительно устройства, к первому входу третьего сумматора и к входу блока задержки, выход третьего сумматора подключен к входу первого интегратора, выход первого интегратора связан со вторым входом четвертого сумматора и входом блока задания коэффициентов, выход блока задания коэффициентов подключен ко второму входу третьего сумматора, выход блока задержки связан с третьим входом третьего сумматора, с первым входом третьего умножителя и с первым входом четвертого умножителя, второй вход третьего умножителя соединен с выходом измерителя рассогласования, выход третьего умножителя - с входом третьего интегратора, выход которого подключен ко второму входу четвертого умножителя, выход четвертого умножителя связан с третьим входом второго сумматора, первый вход четвертого сумматора подключен к выходу датчика обратной связи, а выход четвертого сумматора связан со вторым входом измерителя рассогласования.The problem is achieved by the fact that in the tracking system containing the mismatch meter, the input of which receives a control action from the software device, the change of which is strictly repeated from cycle to cycle over time during the cycle, the difference formed at the output of the mismatch meter is fed to the amplifier input, and from the amplifier output through a smoothing filter - to the first input of the first adder, the output of which is connected to the input of the second on / off switch, the outputs of which are connected to the input I will give information recording-reproducing blocks, the outputs of information recording-reproducing blocks are connected to the inputs of the first on-off switch, the output of which is connected to the second input of the first adder, the outputs of the timer device are connected to the control inputs of the on-off switches and information recording-reproducing blocks, the output of the executive device is connected to the input of the regulation object, the output of which is connected to the input of the feedback sensor, a second adder, a delay unit, are additionally introduced by the delay value of the control object, the third adder, the first integrator, the coefficient setting unit, the fourth adder, the first multiplier, the second integrator, the second multiplier, the third multiplier, the third integrator, the fourth multiplier, while the first input of the first multiplier is connected to the output of the feedback sensor, the second input is to the output of the mismatch meter, and the output is to the input of the second integrator, the output of the integrator is connected to the first input of the second multiplier, the second input of the second multiplier is connected to the output of the sensor contact, and the output is with the second input of the second adder, the first input of the second adder is connected to the output of the first adder, the output of the second adder is connected to the input of the executive device, to the first input of the third adder and to the input of the delay unit, the output of the third adder is connected to the input of the first integrator , the output of the first integrator is connected to the second input of the fourth adder and the input of the coefficient setting block, the output of the coefficient setting block is connected to the second input of the third adder, the output of the delay block is connected to the third input of the third adder, with the first input of the third multiplier and with the first input of the fourth multiplier, the second input of the third multiplier is connected to the output of the mismatch meter, the output of the third multiplier is connected to the input of the third integrator, the output of which is connected to the second input of the fourth multiplier, the output of the fourth multiplier is connected to the third input of the second adder, the first input of the fourth adder is connected to the output of the feedback sensor, and the output of the fourth adder is connected to the second input of the mismatch meter I am.
Вводя в систему второй, третий и четвертый сумматоры, блок задержки, первый интегратор и блок задания коэффициентов, мы осуществляем компенсацию запаздывания по управлению, а вводя в систему первый умножитель, второй умножитель, третий умножитель, четвертый умножитель, второй интегратор, третий интегратор, мы получаем настройку параметров, которая подается на вход исполнительного устройства. Эта настройка делает объект положительно определенным и устойчивым.By introducing the second, third and fourth adders, the delay unit, the first integrator and the coefficient setting unit into the system, we compensate for the control delay, and by introducing into the system the first multiplier, the second multiplier, the third multiplier, the fourth multiplier, the second integrator, the third integrator, we we get the parameter setting, which is fed to the input of the actuator. This setting makes the object positively defined and stable.
Объект управления описывается уравнениемThe control object is described by the equation
где x ∈ Rn - вектор состояний объекта регулирования, L - матрица выхода, y ∈ R - выход объекта управления, u ∈ R - управление, удовлетворяющее уравнениюwhere x ∈ R n is the state vector of the control object, L is the output matrix, y ∈ R is the output of the control object, u ∈ R is the control satisfying the equation
u(t)=-C(t)y(t)-k(t)u(t-τ).u (t) = - C (t) y (t) -k (t) u (t-τ).
Используя критерий гиперустойчивости В.М.Попова, можно показать, что реализуемый алгоритм настройкиUsing the criterion of hypersensitivity V.M. Popova, it can be shown that the implemented tuning algorithm
где α>0 - число, β>0 - число, z(t) - выход дополнительного контура, динамика которого описывается уравнениемwhere α> 0 is the number, β> 0 is the number, z (t) is the output of the additional circuit, the dynamics of which are described by the equation
где а0>0 - число,where a 0 > 0 is a number,
обеспечивает устойчивость системы.provides system stability.
На чертеже представлена блок-схема системы. The drawing shows a block diagram of a system.
Система содержит измеритель рассогласования 1, усилитель 2, сглаживающий фильтр 3, первый сумматор 4, первый двухпозиционный переключатель 5, первый 6 и второй 7 идентичные блоки записи-воспроизведения информации, второй двухпозиционный переключатель 8, исполнительное устройство 9, таймерное устройство 10, объект регулирования 11, датчик обратной связи 12, программное устройство 13, второй сумматор 14, блок задержки 15, третий сумматор 16, первый интегратор 17, блок задания коэффициентов 18, четвертый сумматор 19, первый умножитель 20, второй интегратор 21, второй умножитель 22, третий умножитель 23, третий интегратор 24, четвертый умножитель 25.The system comprises a mismatch meter 1, an amplifier 2, a smoothing filter 3, a first adder 4, a first on-off switch 5, a first 6 and a second 7 identical information recording-reproducing units, a second on-off switch 8, an actuator 9, a timer 10, an adjustment object 11 , feedback sensor 12, software device 13, second adder 14, delay unit 15, third adder 16, first integrator 17, coefficient setting unit 18, fourth adder 19, first multiplier 20, second integrator 2 1, the second multiplier 22, the third multiplier 23, the third integrator 24, the fourth multiplier 25.
Система функционирует следующим образом.The system operates as follows.
На первый вход измерителя рассогласования 1 поступает с программного устройства 13 управляющее воздействие, изменение которого во времени в течение цикла строго повторяется от цикла к циклу. Образующаяся на выходе измерителя рассогласования разность текущего значения выходного сигнала четвертого сумматора 19 и управляющего воздействия поступает на второй вход первого умножителя 20, на второй вход третьего умножителя 23 и на вход усилителя 2, а с выхода усилителя через сглаживающий фильтр 3 - на вход первого сумматора 4. На второй вход первого сумматора 4 через двухпозиционный переключатель 5 поступает выходной сигнал одного из блоков 6, 7 записи-воспроизведения информации, находящегося в режиме воспроизведения информации. Выходной сигнал первого сумматора 4 подается на первый вход второго сумматора 14 и на вход второго двухпозиционного переключателя 8, выходы которого подсоединены к одному из входов блоков 6, 7 записи-воспроизведения информации, находящегося в режиме записи информации, выходы блоков записи-воспроизведения информации связаны с входами первого двухпозиционного переключателя 5. Выходы таймерного устройства 10 подключены к управляющим входам двухпозиционных переключателей 5, 8 и блоков 6, 7 записи-воспроизведения информации. Выходной сигнал второго сумматора 14 подается на вход исполнительного устройства 9, на первый вход третьего сумматора 16 и на вход блока задержки 15. Выход исполнительного устройства 9 подключен к входу объекта регулирования 11, выход которого связан с входом датчика обратной связи 12, сигнал с выхода датчика обратной связи поступает на первый вход четвертого сумматора 19, на первый вход первого умножителя 20 и на второй вход второго умножителя 22, сигнал с выхода первого умножителя 20 поступает на вход второго интегратора 21, а с выхода второго интегратора - на первый вход второго умножителя 22, второй вход которого связан с выходом датчика обратной связи 12, полученный сигнал поступает с выхода второго умножителя 22 на второй вход второго сумматора 14. Сигнал с выхода блока задержки 15 поступает на первый вход третьего умножителя 23, на первый вход четвертого умножителя 25 и на третий вход третьего сумматора 16, выход третьего сумматора 16 подается на вход первого интегратора 17, а с выхода первого интегратора на второй вход четвертого сумматора 19 и на вход блока задания коэффициентов 18. Выход блока задания коэффициентов подключен ко второму входу третьего сумматора 16. Сигнал с выхода третьего умножителя 23 идет на вход третьего интегратора 24, с выхода третьего интегратора - на второй вход четвертого умножителя 25, а с выхода четвертого умножителя - на третий вход второго сумматора 14.The first input of the mismatch meter 1 receives from the software device 13 a control action, the change of which in time during the cycle is strictly repeated from cycle to cycle. The difference between the current value of the output signal of the fourth adder 19 and the control action generated at the output of the mismatch meter is fed to the second input of the first multiplier 20, to the second input of the third multiplier 23 and to the input of amplifier 2, and from the output of the amplifier through a smoothing filter 3, to the input of the first adder 4 . At the second input of the first adder 4 through the on-off switch 5, the output signal of one of the blocks 6, 7 of the recording-reproduction of information in the information playback mode. The output signal of the first adder 4 is supplied to the first input of the second adder 14 and to the input of the second on-off switch 8, the outputs of which are connected to one of the inputs of the information recording / reproducing blocks 6, 7 in the information recording mode, the outputs of the information recording / reproducing blocks the inputs of the first on-off switch 5. The outputs of the timer device 10 are connected to the control inputs of the on-off switches 5, 8 and blocks 6, 7 of the recording-playback information. The output signal of the second adder 14 is fed to the input of the actuator 9, to the first input of the third adder 16 and to the input of the delay unit 15. The output of the actuator 9 is connected to the input of the control object 11, the output of which is connected to the input of the feedback sensor 12, the signal from the output of the sensor feedback is fed to the first input of the fourth adder 19, to the first input of the first multiplier 20 and to the second input of the second multiplier 22, the signal from the output of the first multiplier 20 goes to the input of the second integrator 21, and from the output of the second inte a radiator - to the first input of the second multiplier 22, the second input of which is connected with the output of the feedback sensor 12, the received signal is received from the output of the second multiplier 22 to the second input of the second adder 14. The signal from the output of the delay unit 15 is fed to the first input of the third multiplier 23, the first input of the fourth multiplier 25 and the third input of the third adder 16, the output of the third adder 16 is fed to the input of the first integrator 17, and from the output of the first integrator to the second input of the fourth adder 19 and to the input of the coefficient setting unit 18. Output b the coefficient setting lock is connected to the second input of the third adder 16. The signal from the output of the third multiplier 23 goes to the input of the third integrator 24, from the output of the third integrator to the second input of the fourth multiplier 25, and from the output of the fourth multiplier to the third input of the second adder 14.
Технический результат изобретения заключается в возможности регулирования неустойчивым априорно-неопределенным объектом с запаздыванием по управлению в периодическом режиме с повторяющимся характером возмущений.The technical result of the invention lies in the possibility of regulating an unstable a priori-indefinite object with a control delay in a periodic mode with a repeating character of disturbances.
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 (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011116368/08A RU2449337C1 (en) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | Delayed control servo system for a priori undefined objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011116368/08A RU2449337C1 (en) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | Delayed control servo system for a priori undefined objects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2449337C1 true RU2449337C1 (en) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011116368/08A RU2449337C1 (en) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | Delayed control servo system for a priori undefined objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2449337C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525845C1 (en) * | 2013-04-16 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Device for realisation of cyclic movements |
| RU2812154C1 (en) * | 2022-12-01 | 2024-01-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for compensation of delay of control signals of remotely piloted objects |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU723510A1 (en) * | 1975-10-03 | 1980-03-25 | Предприятие П/Я А-1178 | Automatic control system |
| SU1191883A1 (en) * | 1984-01-09 | 1985-11-15 | Новосибирский электротехнический институт | System for controlling non-stationary objects |
| RU2155983C1 (en) * | 1999-06-03 | 2000-09-10 | Амурский государственный университет | Tracing device for controlling objects with control delay |
| EP1481295B1 (en) * | 2002-01-31 | 2008-07-02 | Cambridge Consultants Limited | Control system |
-
2011
- 2011-04-25 RU RU2011116368/08A patent/RU2449337C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU723510A1 (en) * | 1975-10-03 | 1980-03-25 | Предприятие П/Я А-1178 | Automatic control system |
| SU1191883A1 (en) * | 1984-01-09 | 1985-11-15 | Новосибирский электротехнический институт | System for controlling non-stationary objects |
| RU2155983C1 (en) * | 1999-06-03 | 2000-09-10 | Амурский государственный университет | Tracing device for controlling objects with control delay |
| EP1481295B1 (en) * | 2002-01-31 | 2008-07-02 | Cambridge Consultants Limited | Control system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525845C1 (en) * | 2013-04-16 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Device for realisation of cyclic movements |
| RU2812154C1 (en) * | 2022-12-01 | 2024-01-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for compensation of delay of control signals of remotely piloted objects |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Defoort et al. | A novel higher order sliding mode control scheme | |
| US7653445B2 (en) | Apparatus and method for model-based control | |
| US9207654B2 (en) | Servo controller | |
| Yu et al. | Backstepping control and synchronization for 4-D Lorenz-Stenflo chaotic system with single input | |
| Ribić et al. | A dead-time compensating PID controller structure and robust tuning | |
| CN114428454A (en) | Design method and device of deviation feedback compensation active disturbance rejection control system | |
| RU2449337C1 (en) | Delayed control servo system for a priori undefined objects | |
| CN113885602B (en) | Method and device for improving temperature control stability | |
| US8639417B2 (en) | Method for regulating position and/or speed | |
| JP5581528B1 (en) | Control parameter determination apparatus, method, and program, and controller and optimization control system | |
| Abidi et al. | A discrete-time integral sliding mode control approach for output tracking with state estimation | |
| Farkh et al. | Robust PI/PID controller for interval first order system with time delay | |
| Aghaee et al. | BLDC motor speed control based on MPC sliding mode multi-loop control strategy–implementation on Matlab and Arduino software | |
| US11169493B2 (en) | Control system | |
| JP2009076098A (en) | Closed loop system process controller including pid controller | |
| Findeisen et al. | Efficient nonlinear model predictive control | |
| RU2468406C1 (en) | Adaptive system for controlling astatic object with delay | |
| Rashag | Improved speed response of DC motor via intelligent techniques | |
| Yamagishi et al. | Output feedback stabilization of sampled-data systems by first-order hold input | |
| RU2155983C1 (en) | Tracing device for controlling objects with control delay | |
| RU2459226C1 (en) | Adaptive system for controlling astatic object with delay | |
| Capron et al. | LMI-based multi-model predictive control of an industrial C3/C4 splitter | |
| Krstić | Control of systems on spatial domains with moving boundaries: 3D printing and traffic | |
| RU2265873C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodical coefficients | |
| Nachtwey | Feed forwards augment PID control |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130426 |