RU2471220C1 - Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object - Google Patents
Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471220C1 RU2471220C1 RU2011119698/08A RU2011119698A RU2471220C1 RU 2471220 C1 RU2471220 C1 RU 2471220C1 RU 2011119698/08 A RU2011119698/08 A RU 2011119698/08A RU 2011119698 A RU2011119698 A RU 2011119698A RU 2471220 C1 RU2471220 C1 RU 2471220C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- extremum
- extreme
- finding
- calculated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к способам экстремального регулирования, и преимущественно может быть использовано для управления объектами с экстремальной характеристикой и переменными динамическими параметрами.The invention relates to automatic control, in particular to methods of extreme regulation, and mainly can be used to control objects with extreme characteristics and variable dynamic parameters.
Известен способ поиска экстремума, основанный на формировании периодических широтно-импульсно модулированных пробных сигналов управления, период и длительность которых изменяют пропорционально производной выходного сигнала, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия и точности поиска амплитуду пробных сигналов управления изменяют пропорционально амплитуде выходного сигнала при поиске минимума и пропорционально разности между постоянным сигналом и выходным сигналом при поиске максимума, причем величину постоянного сигнала выбирают больше выходного сигнала. Этот метод также плохо функционирует в условиях помех [1].There is a method of searching for an extremum, based on the formation of periodic pulse-width modulated pilot control signals, the period and duration of which is proportional to the derivative of the output signal, characterized in that in order to increase the speed and accuracy of the search, the amplitude of the pilot control signals is changed proportionally to the amplitude of the output signal when searching for a minimum and in proportion to the difference between the constant signal and the output signal when searching for the maximum, and the constant c drove selected greater than the output signal. This method also functions poorly under interference conditions [1].
Также известен способ экстремального управления объектами второго порядка с последовательно соединенными линейным звеном и нелинейным звеном с экстремальной статической характеристикой, основанный на измерении выходных координат объекта управления и формировании управляющего сигнала с оптимальным в смысле минимума функционала, заданного на выходах объекта, управлением, переводящим объект в экстремальное состояние. Измеряют выходную координату нелинейного звена, восстанавливают истинную и ложную выходные координаты линейного звена, после пробного шага определяют истинную выходную координату линейного звена, управляющий сигнал в пробном и последующих рабочих шагах формируют в функции выходной координаты линейного звена и ее экстремального значения [2]. Однако этот способ хорош только для ОУ второго прядка.Also known is a method of extreme control of second-order objects with a linear link and a non-linear link with an extreme static characteristic connected in series, based on measuring the output coordinates of the control object and generating a control signal with optimal control in terms of the minimum functional set at the outputs of the object that transfers the object to extreme state. The output coordinate of the nonlinear link is measured, the true and false output coordinates of the linear link are restored, after the test step, the true output coordinate of the linear link is determined, the control signal in the test and subsequent working steps is formed as a function of the output coordinate of the linear link and its extreme value [2]. However, this method is only good for op-amps of the second order.
В качестве прототипа выбран способ экстремального регулирования с поддержанием рабочей точки инерционного объекта на заданном расстоянии от экстремума, заключающийся в том, что по регулируемой величине µ на выходе объекта и управляющему воздействию φ в дифференциаторах вычисляют соответствующие производные dµ/dt и dφ/dt, по которым в блоке управления рассчитывают dµ/dφ, являющуюся входом нечеткого регулятора, в котором рассчитывается степень смещения управляющего воздействия, которая, суммируясь с текущим управляющим воздействием φ, дает новое значение φi+1, сохраненное в запоминающем устройстве текущее управляющее воздействие φ подают на объект регулирования и не меняют до тех пор, пока не произойдет замыкание логического ключа, в результате чего новое значение φi+1 записывают в запоминающее устройство и передают на объект регулирования, при этом срабатывание логического ключа происходит в тот момент, когда величина производной регулируемой величины dµ/dt войдет в трубку допуска, определяемую зоной Δ, а запись нового значения управляющего воздействия в запоминающее устройство производят один раз за цикл регулирования, после чего процесс повторяют [3]. Но этот метод плохо работает в условиях сильных помех.As a prototype, the method of extreme regulation was selected with maintaining the operating point of the inertial object at a given distance from the extremum, namely, according to the adjustable value µ at the output of the object and the control action φ in the differentiators, the corresponding derivatives dµ / dt and dφ / dt are calculated, according to which in the control unit, dµ / dφ is calculated, which is the input of the fuzzy controller, in which the degree of bias of the control action is calculated, which, summing up with the current control action φ, gives new value φ i + 1 stored in the storage device current manipulated variable φ is fed to the control loop and does not change until such time until a closure logical key, whereby a new value φ i + 1 is recorded in the storage device and transmitted to the object regulation, the logical key is triggered at the moment when the value of the derivative of the controlled variable dµ / dt enters the tolerance tube defined by the zone Δ, and the new value of the control action is recorded in the memory The brew is performed once per regulation cycle, after which the process is repeated [3]. But this method does not work well in conditions of strong interference.
Техническим результатом является повышение точности ведения технологических процессов на объектах экстремального типа различной инерционности при поддержании их рабочей точки в области экстремума в условии сильных помех.The technical result is to increase the accuracy of technological processes at objects of extreme type of various inertia while maintaining their operating point in the field of extremum under strong interference.
Это достигается тем, что в способе поиска экстремума статистической характеристики инерционного объекта, основанном на стратегии управления, задаваемой в виде управляющих воздействий, и управляющее воздействие не является постоянным, согласно предлагаемому изобретению по измеренным значениям входного и выходного сигнала рекуррентным способом вычисляют коэффициент передачи объекта k0 и изменяют управляющее воздействие, добиваясь нулевого значения коэффициента передачи.This is achieved by the fact that in the method of searching for the extremum of the statistical characteristics of the inertial object, based on the control strategy specified in the form of control actions, and the control action is not constant, according to the invention, the transmission coefficient of the object k0 is calculated in a recurrent way and change the control effect, achieving a zero value of the transmission coefficient.
Сущность предложенного способа заключается в следующем. По регулируемой величине на выходе объекта и по его входу вычисляются коэффициенты модели объекта. По этим коэффициентам вычисляется коэффициент передачи объекта. По знаку и величине этого коэффициента можно определить расстояние рабочей точки. Исходя из этого, подбираются такие управляющие воздействия, чтобы вычисляемый коэффициент передачи был нулевой.The essence of the proposed method is as follows. According to the adjustable value at the output of the object and its input, the coefficients of the model of the object are calculated. Using these coefficients, the transmission coefficient of the object is calculated. The sign and magnitude of this coefficient can determine the distance of the operating point. Based on this, such control actions are selected so that the calculated transmission coefficient is zero.
Например, последовательность действий заключается в следующем. Считывают входной и выходной сигналы объекта. По рекуррентному алгоритму вычисляют коэффициенты АРСС-модели объекта управления:For example, the sequence of actions is as follows. Read the input and output signals of the object. According to the recurrence algorithm, the coefficients of the ARCC model of the control object are calculated:
где y(k) - выход модели (временного ряда) в k-й момент времени; {ai(k), i=1, n} - параметры авторегрессии; {bj(k), j=1, m) - параметры скользящего среднего; s - дискретное запаздывание. По вычисленным коэффициентам рассчитывают коэффициент передачи объектаwhere y (k) is the output of the model (time series) at the kth moment of time; {a i (k), i = 1, n} - autoregressive parameters; {b j (k), j = 1, m) - parameters of the moving average; s is the discrete delay. The calculated coefficients calculate the transmission coefficient of the object
По алгоритму поиска нуля функции изменяют входной сигнал объекта, добиваясь нулевого значения коэффициента передачи.According to the zero search algorithm, the functions change the input signal of the object, achieving a zero value of the transmission coefficient.
Использование рекуррентного алгоритма значительно повышает помехоустойчивость предлагаемого способа, обеспечивая гарантированную устойчивость и сходимость оценок АРСС-модели [4], а замена поиска экстремума поиском нуля функции обеспечивает повышение точности поиска экстремума.Using the recurrence algorithm significantly increases the noise immunity of the proposed method, ensuring guaranteed stability and convergence of the estimates of the ARCC model [4], and replacing the extremum search with a search for the function zero provides an increase in the accuracy of the extremum search.
Для проверки предложенного алгоритма в Simulink разработана модель системы (фиг.1). Она включает в себя инерционный объект второго порядка с экстремальной характеристикой (фиг.2) и экстремальным регулятором, в котором реализуется алгоритм рекуррентного вычисления коэффициента передачи и поиска нуля этого коэффициента. Дрейф экстремальной характеристики моделировали путем подачи на вход системы гармонического низкочастотного воздействия, к которому добавляются высокочастотные помехи.To test the proposed algorithm in Simulink, a system model was developed (Fig. 1). It includes a second-order inertial object with an extreme characteristic (Fig. 2) and an extreme controller, in which an algorithm for recursively calculating the transmission coefficient and finding the zero of this coefficient is implemented. The drift of the extreme characteristic was modeled by applying a harmonic low-frequency effect to the input of the system, to which high-frequency noise is added.
Результаты моделирования показаны на (фиг.3). Предлагаемый способ практически компенсирует дрейф экстремума, а ошибка регулирования определяется только уровнем помех.The simulation results are shown in (figure 3). The proposed method practically compensates for the drift of the extremum, and the control error is determined only by the level of interference.
Для обеспечения промышленного использования возможно применение современных технических средств автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров или дискретных элементах электро- или пневмоавтоматики.To ensure industrial use, it is possible to use modern technical means of automation of technological processes implemented on the basis of industrial controllers or discrete elements of electric or pneumatic automation.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство №744447, кл. G05В 13/00, 1980 г.1. Copyright certificate No. 744447, cl. G05B 13/00, 1980
2. Заявка на изобретение №95110041, кл. G05В 13/00, 1997 г.2. Application for invention No. 95110041, class. G05B 13/00, 1997
3. Патент РФ №2298821, кл. G05В 13/00, 11/00, 2007 г.3. RF patent No. 2298821, cl. G05B 13/00, 11/00, 2007
4. Изерман Р. Цифровые системы управления. - М.: Мир, 1984. - 541 с.4. Iserman R. Digital control systems. - M .: Mir, 1984. - 541 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119698/08A RU2471220C1 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119698/08A RU2471220C1 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011119698A RU2011119698A (en) | 2012-11-27 |
| RU2471220C1 true RU2471220C1 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=49254487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011119698/08A RU2471220C1 (en) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2471220C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1279819A2 (en) * | 2001-07-25 | 2003-01-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus, control method, and engine control unit |
| RU2258950C2 (en) * | 2003-04-28 | 2005-08-20 | Ивановский государственный энергетический университет | Adaptive system for controlling object with variable transporting delay |
| RU2298821C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-10 | Сергей Николаевич Родин | Method of extreme regulation to keep working point of inertial object at specified distance from extreme point |
| JP2007309226A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Honda Motor Co Ltd | Control device |
-
2011
- 2011-05-16 RU RU2011119698/08A patent/RU2471220C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1279819A2 (en) * | 2001-07-25 | 2003-01-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus, control method, and engine control unit |
| RU2258950C2 (en) * | 2003-04-28 | 2005-08-20 | Ивановский государственный энергетический университет | Adaptive system for controlling object with variable transporting delay |
| RU2298821C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-10 | Сергей Николаевич Родин | Method of extreme regulation to keep working point of inertial object at specified distance from extreme point |
| JP2007309226A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Honda Motor Co Ltd | Control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011119698A (en) | 2012-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3207388B1 (en) | Battery condition monitoring | |
| CN109747651B (en) | Vehicle control method, device and system | |
| CN1025641C (en) | Parameter estimation technique for closed loop system | |
| CN109100990B (en) | Control device, recording medium, and control system | |
| US9703273B2 (en) | Servo control apparatus having function of optimizing control gain online using evaluation function | |
| JP5227254B2 (en) | Real-time calculation method and simulator of state quantity of process model | |
| US20160170400A1 (en) | Servo control device having automatic filter adjustment function based on experimental modal analysis | |
| CN104166347A (en) | PD balance control method of underactuation mechanical arm system | |
| CN102707617A (en) | Method for realizing fuzzy PID (Proportion Integration Differentiation) ActiveX control | |
| JPWO2008065836A1 (en) | Electric motor control device, output filter adjustment method, and output filter adjustment device | |
| CN104597753A (en) | Method and device for intelligently controlling asphalt and crushed stone spreading of synchronous chip sealer | |
| RU2471220C1 (en) | Method of finding extremum of statistical characteristic of inertial object | |
| JP2012089004A (en) | Auto-tuning device and auto-tuning method | |
| EP1004060B1 (en) | Method for preventing windup in pid controllers employing nonlinear gain | |
| EP2860594A1 (en) | PID control system tuning based on relay-feedback test data | |
| JPH03152601A (en) | Self-tuning controller | |
| TW201640238A (en) | Control device and control method | |
| CN116047888A (en) | Control method of self-balancing vehicle based on BP neural network PID | |
| CN111045328B (en) | Sliding mode frequency domain parameter identification method based on simulated annealing particle swarm and aiming at photoelectric tracking platform | |
| JP7047794B2 (en) | Controllers and control programs | |
| JP2006106925A (en) | Pid controller | |
| Sternby | Adaptive control of extremum systems | |
| Kokunko et al. | State observers as a means for estimating derivatives of deterministic signals | |
| RU2701459C1 (en) | Robot manipulator control device | |
| CN110456780B (en) | Control quality adjusting method and device for automatic control system and readable storage medium |