RU2474858C1 - Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer - Google Patents
Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474858C1 RU2474858C1 RU2012107301/08A RU2012107301A RU2474858C1 RU 2474858 C1 RU2474858 C1 RU 2474858C1 RU 2012107301/08 A RU2012107301/08 A RU 2012107301/08A RU 2012107301 A RU2012107301 A RU 2012107301A RU 2474858 C1 RU2474858 C1 RU 2474858C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- multiplier
- summing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при автоматическом управлении нестационарными скалярными априорно неопределенными динамическими объектами циклического действия.The invention relates to technical cybernetics and can be used for automatic control of unsteady scalar a priori indefinite dynamic objects of cyclic action.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами и наблюдателем (Патент РФ №2429516, Официальный бюл. «Изобретения. Полезные модели». - 2011, №26, прототип), содержащая наблюдатель состояния, блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, второй блок суммирования, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, выход которого соединен со вторым входом наблюдателя состояния, входы блока задания коэффициентов соединены с соответствующими выходами наблюдателя состояния, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход первого блока суммирования соединен с первым и вторым входами первого умножителя и вторым входом второго умножителя, первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход - к выходу блока задержки, выход второго блока суммирования связан с первым входом второго умножителя и с входом блока задержки, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования и к первому входу наблюдателя состояния.The closest technical solution to the proposed one is an adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and an observer (RF Patent No. 2429516, Official Bulletin. Inventions. Utility Models. - 2011, No. 26, prototype), containing a state observer, coefficient setting unit , the first summing unit, the first multiplier, the second summing unit, the delay unit, the second multiplier and the control object connected in series, the output of which is connected to the second input of the state observer, input The coefficient setting block is connected to the corresponding outputs of the state observer, the inputs of the first summing block are connected to the corresponding outputs of the coefficient setting block, the output of the first summing block is connected to the first and second inputs of the first multiplier and the second input of the second multiplier, the first input of the second summing block is connected to the output of the first multiplier, the second input is to the output of the delay unit, the output of the second summing unit is connected to the first input of the second multiplier and to the input of the delay unit, the output the second multiplier is connected to the input of the regulatory object and to the first input of the state observer.
Однако недостатком данной системы является потеря работоспособности в случае управления априорно неопределенными неустойчивыми динамическими объектами.However, the disadvantage of this system is the loss of performance in the case of control of a priori indefinite unstable dynamic objects.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является расширение функциональных возможностей системы, т.е. обеспечение работоспособности и асимптотической устойчивости при управлении априорно неопределенными неустойчивыми динамическими объектами периодического действия.The technical problem, the solution of which the claimed invention is directed, is to expand the functionality of the system, i.e. ensuring operability and asymptotic stability when controlling a priori indefinite unstable dynamic objects of periodic action.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в систему, содержащую наблюдатель состояния, блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, второй блок суммирования, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, согласно изобретению, дополнительно введен интегратор и третий блок суммирования, при этом выход объекта регулирования соединен со вторым входом наблюдателя состояния, выходы которого подключены к соответствующим входам блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход первого блока суммирования связан с обоими входами первого умножителя, а также вторым входом второго умножителя, первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход связан с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования соединен со вторым входом третьего блока суммирования и входом блока задержки, первый вход третьего блока суммирования подключен к выходу интегратора, вход которого соединен с выходом первого умножителя, выход третьего блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования и к первому входу наблюдателя состояния.The solution of this problem is achieved due to the fact that in the system comprising a state observer, a coefficient setting unit, a first summing unit, a first multiplier, a second summing unit, a delay unit, a second multiplier and a control object connected in series, according to the invention, an integrator and a third a summing unit, wherein the output of the control object is connected to the second input of the state observer, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the coefficient setting unit, in The odes of the first summing block are connected to the corresponding outputs of the coefficient setting block, the output of the first summing block is connected to both inputs of the first multiplier, as well as the second input of the second multiplier, the first input of the second summing block is connected to the output of the first multiplier, the second input is connected to the output of the delay block, output the second summing unit is connected to the second input of the third summing unit and the input of the delay unit, the first input of the third summing unit is connected to the output of the integrator, the input of which with connected to the output of the first multiplier, the output of the third summing unit is connected to the first input of the second multiplier, the output of the second multiplier is connected to the input of the control object and to the first input of the state observer.
За счет введения интегратора и третьего блока суммирования обеспечивается асимптотическая устойчивость системы при управлении априорно неопределенными неустойчивыми объектами в периодических режимах.By introducing an integrator and a third summing unit, the system is asymptotically stable when controlling a priori indeterminate unstable objects in periodic modes.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема системы; фиг.2 иллюстрирует блок-схему наблюдателя состояния. Система содержит объект регулирования 1, наблюдатель состояния 2, блок задания коэффициентов 3, первый блок суммирования 4, первый умножитель 5, второй блок суммирования 6, блок задержки 7, интегратор 8, третий блок суммирования 9, второй умножитель 10, y, u - соответственно скалярный выход и управляющее воздействие объекта регулирования, - значения внутренних состояний объекта регулирования (производных скалярного выхода y).The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a block diagram of a system; 2 illustrates a block diagram of a state observer. The system contains a
Объект регулирования описывается уравнениемThe object of regulation is described by the equation
Уравнения динамики стационарного НС имеют видThe equations of dynamics of a stationary NS have the form
Здесь x(t) - n-мерный вектор состояний объекта регулирования;Here x (t) is the n-dimensional state vector of the regulatory object;
- n-мерный вектор состояния наблюдателя, соответствующий оценкам недоступных переменных состояния x(t); - n-dimensional state vector of the observer, corresponding to estimates of inaccessible state variables x (t);
A(t+Т), b(t+Т) - соответственно нестационарные матрица состояния (неустойчивая) и вектор управления, с Т-периодически меняющимися коэффициентами;A (t + T), b (t + T) - respectively non-stationary state matrix (unstable) and control vector, with T-periodically changing coefficients;
- матрица состояния наблюдателя; - matrix of observer state;
А0 - гурвицева матрица;And 0 is the Hurwitz matrix;
N - матрица наблюдения;N is the observation matrix;
y(t) - скалярное значение выхода объекта регулирования;y (t) is the scalar value of the output of the regulatory object;
* - символ транспонирования;* - transpose symbol;
, L*=(1,0,…,0) - стационарные векторы; , L * = (1,0, ..., 0) are stationary vectors;
u(t) - скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее соотношению:u (t) is a scalar control action satisfying the relation:
где χпер(t) - настраиваемый коэффициент контура управления;where χ lane (t) is the adjustable coefficient of the control loop;
χроб(t) - робастная часть регулятора (3)χ rob (t) is the robust part of the controller (3)
- некоторый n-мерный вектор блока задания коэффициентов 3, такой что полином - Гурвицев; is some n-dimensional vector of the block for setting coefficients 3, such that the polynomial - Gurvitsov;
s - комплексная переменная.s is a complex variable.
Используя критерий гиперустойчивости В.М.Попова, можно показать, что асимптотическая устойчивость в рассматриваемой системе управления обеспечивается за счет реализации алгоритмов контура (3) в виде:Using the criterion of hyperastability of V.M.Popov, it can be shown that the asymptotic stability in the control system under consideration is ensured by the implementation of contour algorithms (3) in the form:
где γ0, γ1=const>0.where γ 0 , γ 1 = const> 0.
Система функционирует следующим образом.The system operates as follows.
Сигнал y с выхода объекта регулирования 1 поступает на второй вход наблюдателя состояния 2 (структурная схема представлена на фиг.2), на первый вход которого поступает сигнал управления u. Сигнал со второго входа наблюдателя состояния 2 идет на второй вход блока сравнения 13, на первый вход которого подается выходной сигнал интегратора 121. Внутри блока сравнения 13 вычисляется разность подаваемых на него сигналов. Сигнал u с первого входа наблюдателя состояния 2 подается на первый вход блока суммирования 11n (n - размерность вектора состояния объекта регулирования 1), на второй вход блока суммирования 11n поступает выходной сигнал блока сравнений 13 с соответствующим коэффициентом. На остальные n входов блока суммирования 11n идут сигналы с выходов интеграторов 12i (i=n, n-1, …, 1) с соответствующими коэффициентами. Выходные сигналы интеграторов 12i, соответствующие оценкам недоступных переменных состояния , поступают, во-первых, на соответствующие выходы наблюдателя состояния 2 и, во-вторых, на первые входы блоков суммирования 11j (j=n-1, …, 1). На вторые входы блоков суммирования 11j идут сигналы с выхода блока сравнения 13 с соответствующими коэффициентами. Сигналы с выходов наблюдателя состояния 2 поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов 3, внутри которого происходит умножение сигнала с i-го входа на постоянный коэффициент. Выходные сигналы блока задания коэффициентов 3 поступают на входы первого блока суммирования 4, где складываются. Сигнал с выхода первого блока суммирования 4 идет на оба входа первого умножителя 5 и на второй вход второго умножителя 10. На первый вход второго блока суммирования 6 с соответствующим коэффициентом поступает сигнал с выхода первого умножителя 5, на второй вход второго блока суммирования 6 идет сигнал с выхода блока задержки 7. Выходной сигнал второго блока суммирования 6 подается на второй вход третьего блока суммирования 9 и на вход блока задержки 7. На первый вход третьего блока суммирования 9 с соответствующим коэффициентом поступает сигнал с выхода интегратора 8, на вход которого подается сигнал с выхода первого умножителя 5. Выходной сигнал третьего блока суммирования 9 идет на первый вход второго умножителя 10. Сигнал с выхода второго умножителя 10, соответствующий сигналу скалярного управляющего воздействия u поступает на вход объекта регулирования 1, а также на первый вход наблюдателя состояния 2.The signal y from the output of the
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы, а именно - обеспечении ее работоспособности и асимптотической устойчивости при управлении периодическими режимами априорно неопределенных неустойчивых динамических объектов.The technical result consists in expanding the functionality of the system, namely, ensuring its operability and asymptotic stability when controlling periodic modes of a priori indefinite unstable dynamic objects.
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 |
---|---|---|---|
RU2012107301/08A RU2474858C1 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107301/08A RU2474858C1 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2474858C1 true RU2474858C1 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=49120544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012107301/08A RU2474858C1 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474858C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528155C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Combined robust control system for apriori undefined dynamic objects for periodic action with observer |
RU2530277C1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" | Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging |
RU2540848C2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Adaptive robust control system for apriori undefined nonstationary dynamic objects |
RU2541097C2 (en) * | 2013-04-11 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" | Adaptive control system with state variable observer for delayed object |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4498036A (en) * | 1983-08-15 | 1985-02-05 | Pneumo Corporation | Adaptive control system |
RU2287847C1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-20 | Амурский государственный университет | Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients |
RU2429516C1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Adaptive control system for dynamic objects with periodic factors and observer |
RU2441266C1 (en) * | 2010-06-15 | 2012-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients |
-
2012
- 2012-02-28 RU RU2012107301/08A patent/RU2474858C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4498036A (en) * | 1983-08-15 | 1985-02-05 | Pneumo Corporation | Adaptive control system |
RU2287847C1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-20 | Амурский государственный университет | Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients |
RU2429516C1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Adaptive control system for dynamic objects with periodic factors and observer |
RU2441266C1 (en) * | 2010-06-15 | 2012-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540848C2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Adaptive robust control system for apriori undefined nonstationary dynamic objects |
RU2528155C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Combined robust control system for apriori undefined dynamic objects for periodic action with observer |
RU2530277C1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" | Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging |
RU2541097C2 (en) * | 2013-04-11 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" | Adaptive control system with state variable observer for delayed object |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2474858C1 (en) | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer | |
RU2441266C1 (en) | Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients | |
KR101728251B1 (en) | Power control device and power control method | |
RU2429516C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodic factors and observer | |
RU2450301C2 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and lag | |
RU2475798C1 (en) | Combined robust control system for non-stationary dynamic objects | |
RU140872U1 (en) | SIMULATOR OF ADAPTIVE-ROBUST SYSTEM OF CONTROL OF NONLINEAR OBJECTS OF PERIODIC ACTION | |
RU162695U1 (en) | SIMULATOR OF A COMBINED ADAPTIVE PENDULUM CONTROL SYSTEM | |
RU2528155C1 (en) | Combined robust control system for apriori undefined dynamic objects for periodic action with observer | |
RU100644U1 (en) | COMBINED CONTROL SYSTEM FOR APRIOROUSLY UNDEFINED NON-STATIONARY DYNAMIC OBJECTS | |
RU2427870C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients | |
RU2540848C2 (en) | Adaptive robust control system for apriori undefined nonstationary dynamic objects | |
JP2014191736A (en) | Control parameter determination device, method, and program, and controller, and optimization control system | |
US9172359B2 (en) | Flexible chirp generator | |
RU2282883C1 (en) | Self-adjusting control system for astatic objects with control delay | |
RU2530277C1 (en) | Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging | |
RU2402798C1 (en) | Robust system for objects with delayed control | |
RU2488155C1 (en) | Adaptive control system for priori undefined objects with self-adjustment of dynamic corrector | |
RU2427869C1 (en) | Self-adjusting control system for objects with control delay | |
RU2530278C1 (en) | Combined robust control system for a priori indefinite objects of intermittent action with lagging | |
RU192059U1 (en) | A simulator of an adaptive-periodic system for nonlinear objects with a delay as in a control circuit with a self-adjusting block of dynamic correction | |
RU2538295C1 (en) | Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay | |
RU2265873C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodical coefficients | |
RU2405182C1 (en) | Adaptive control system with state variable observer for lagging object | |
RU112781U1 (en) | SIMULATOR OF THE COMBINED SYSTEM OF MANAGEMENT OF DYNAMIC OBJECTS ON EXIT WITH COMPENSATION OF EXTERNAL HARMONIC PERTURBATIONS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140301 |