RU2475798C1 - Combined robust control system for non-stationary dynamic objects - Google Patents

Combined robust control system for non-stationary dynamic objects Download PDF

Info

Publication number
RU2475798C1
RU2475798C1 RU2012107515/08A RU2012107515A RU2475798C1 RU 2475798 C1 RU2475798 C1 RU 2475798C1 RU 2012107515/08 A RU2012107515/08 A RU 2012107515/08A RU 2012107515 A RU2012107515 A RU 2012107515A RU 2475798 C1 RU2475798 C1 RU 2475798C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
unit
multiplier
summing
Prior art date
Application number
RU2012107515/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Леонидович Ерёмин
Евгений Анатольевич Шеленок
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority to RU2012107515/08A priority Critical patent/RU2475798C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475798C1 publication Critical patent/RU2475798C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: disclosed is a combined robust control system for non-stationary dynamic objects, having a coefficient unit, first, second and third adder units, a parallel compensator filter, first and second multipliers, a delay unit, a control object whose outputs are connected to corresponding inputs of the coefficient unit; inputs of the adder unit are connected to corresponding outputs of the coefficient unit; the output of the adder unit is connected to the input of the parallel compensator filter, the output of which is connected to both inputs of the first multiplier and the second input of the second multiplier, wherein the output of the first multiplier is connected to the first input of the second adder unit and the first input of the third adder unit; the output of the second adder unit is connected to the second input of the third adder unit and the input of the delay unit, the output of which is connected to the second input of the second adder unit; the first input of the second multiplier is connected to the output of the third adder unit; the output of the second multiplier is connected to the input of the control object.
EFFECT: providing dissipative stability of the investigated system for unstable objects with non-periodic external and parametric perturbations.
2 dwg

Description

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления априорно неопределенными нестационарными динамическими объектами в периодических режимах.The invention relates to technical cybernetics and can be used in control systems for a priori indefinite non-stationary dynamic objects in periodic modes.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является комбинированная адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами (патент РФ №2441266, Официальный бюл. «Изобретения и полезные модели». - 2012, №3, - прототип), содержащая блок задания коэффициентов, первый, второй и третий блоки суммирования, параллельный фильтр-компенсатор, первый и второй умножители, блок задержки, интегратор, объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход блока суммирования подключен к входу параллельного фильтра компенсатора, выход которого подключен к обоим входам первого умножителя и второму входу второго умножителя, выход первого умножителя подключен к входу интегратора и к первому входу второго блока суммирования, второй вход второго блока суммирования соединен с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования соединен с входом третьего блока суммирования и с входом блока задержки, второй вход третьего блока суммирования соединен с выходом интегратора, выход третьего блока суммирования соединен с первым входом второго умножителя, вход объекта управления подключен к выходу второго умножителя.The closest technical solution to the proposed one is a combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients (RF patent No. 2441266, Official bulletin. “Inventions and utility models.” - 2012, No. 3, - prototype), containing a block for setting coefficients, first, the second and third summing blocks, a parallel filter compensator, the first and second multipliers, the delay unit, an integrator, an object of regulation, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the coefficient setting unit, the inputs of the block the summation windows are connected to the corresponding outputs of the coefficient setting block, the summation block output is connected to the input of the parallel compensator filter, the output of which is connected to both inputs of the first multiplier and the second input of the second multiplier, the output of the first multiplier is connected to the integrator input and to the first input of the second summation block, the second the input of the second summing unit is connected to the output of the delay unit, the output of the second summing unit is connected to the input of the third summing unit and to the input of the delay unit, the second input of the third summing unit is connected to the output of the integrator, the output of the third summing unit is connected to the first input of the second multiplier, the input of the control object is connected to the output of the second multiplier.

Однако недостатком данной системы является потеря работоспособности в случае присутствия в нестационарном объекте управления параметров, являющихся непериодическими функциями времени.However, the disadvantage of this system is the loss of performance if there are parameters in the non-stationary control object that are non-periodic functions of time.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является расширение класса динамических объектов, в частности обеспечение диссипативной устойчивости рассматриваемой системы для неустойчивых объектов с непериодическими внешними и параметрическими возмущениями и разницей порядков числителя и знаменателя передаточной функции, превышающей единицу.The technical problem to be solved by the claimed invention is aimed at expanding the class of dynamic objects, in particular, ensuring the dissipative stability of the system under consideration for unstable objects with non-periodic external and parametric disturbances and a difference in the orders of the numerator and denominator of the transfer function exceeding unity.

Решение поставленной задачи достигается тем, что из системы, содержащей блок задания коэффициентов, первый, второй и третий блоки суммирования, параллельный фильтр-компенсатор, первый и второй умножители, блок задержки, интегратор, объект регулирования, согласно изобретению исключается интегратор, при этом выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, выходы которого подключены к входам первого блока суммирования, выход первого блока суммирования соединен с входом параллельного фильтра-компенсатора, первый и второй входы первого умножителя, а также второй вход второго умножителя соединены с выходом параллельного фильтра-компенсатора, выход первого умножителя подключен к первому входу второго блока суммирования и к первому входу третьего блока суммирования, выход второго блока суммирования соединен со вторым входом третьего блока суммирования и с входом блока задержки, выход которого подключен ко второму входу второго блока суммирования, к первому входу второго умножителя подключен выход третьего блока суммирования, выход второго умножителя соединен с входом объекта регулирования.The solution of this problem is achieved by the fact that the integrator is excluded from the system containing the coefficient setting unit, the first, second and third summing units, the parallel filter-compensator, the first and second multipliers, the delay unit, the integrator, the regulation object, and the object outputs regulation are connected to the corresponding inputs of the coefficient setting unit, the outputs of which are connected to the inputs of the first summing block, the output of the first summing block is connected to the input of the parallel filter a-compensator, the first and second inputs of the first multiplier, as well as the second input of the second multiplier are connected to the output of the parallel filter-compensator, the output of the first multiplier is connected to the first input of the second summing unit and to the first input of the third summing unit, the output of the second summing unit is connected to the second the input of the third summing block and with the input of the delay block, the output of which is connected to the second input of the second summing block, the output of the third block is connected to the first input of the second multiplier ia, the output of the second multiplier is connected to the input of the regulatory object.

Исключение из системы интегратора позволяет построить систему, во-первых, более простой структуры в сравнении с прототипом и, во-вторых, работоспособную при наличии непериодических внешних и параметрических возмущений.The exception from the integrator system allows you to build a system, firstly, a simpler structure in comparison with the prototype and, secondly, workable in the presence of non-periodic external and parametric disturbances.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема системы управления; на фиг.2 - блок-схема параллельного фильтра-компенсатора. Система содержит: объект регулирования 1, блок задания коэффициентов 2, первый блок суммирования 3, параллельный фильтр-компенсатор 4, первый умножитель 5, второй блок суммирования 6, блок задержки 7, третий блок суммирования 8, второй умножитель 9, y1, …, ym - выходы объекта регулирования, u - скалярное управляющее воздействие.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a block diagram of a control system; figure 2 is a block diagram of a parallel filter compensator. The system contains: regulation object 1, coefficient setting unit 2, first summing unit 3, parallel filter-compensator 4, first multiplier 5, second summing unit 6, delay unit 7, third summing unit 8, second multiplier 9, y 1 , ..., y m are the outputs of the regulatory object, u is the scalar control action.

Объект регулирования описывается уравнениямиThe object of regulation is described by the equations

Figure 00000001
где x(t) - n-мерный вектор состояний объекта регулирования;
Figure 00000001
where x (t) is the n-dimensional state vector of the regulatory object;

A(t+Т) - нестационарная матрица состояния с периодически изменяющимися параметрами;A (t + T) - non-stationary state matrix with periodically changing parameters;

Т - период изменения параметров матрицы состояния;T is the period of change of the state matrix parameters;

b(t) - нестационарный вектор управления;b (t) is the non-stationary control vector;

f(t) - вектор внешних постоянно действующих возмущений, удовлетворяющий условиюf (t) is the vector of external constantly acting disturbances satisfying the condition

Figure 00000002
;
Figure 00000003
;
Figure 00000002
;
Figure 00000003
;

y(t) - m-мерный вектор выходных координат объекта регулирования;y (t) is the m-dimensional vector of the output coordinates of the regulatory object;

* - символ транспонирования;* - transpose symbol;

L - матрица выхода;L is the output matrix;

u(t) - скалярное управляющее воздействие;u (t) is the scalar control action;

α0 - m-мерный вектор коэффициентов блока задания коэффициентов 2, удовлетворяющий условию: полином степени n-1 α0*α(λ) - устойчивый с положительным старшим коэффициентом, где α(λ) - числитель передаточной функции объекта регулирования.α 0 is the m-dimensional vector of coefficients of the coefficient setting unit 2 satisfying the condition: a polynomial of degree n-1 α 0 * α (λ) is stable with a positive leading coefficient, where α (λ) is the numerator of the transfer function of the control object.

Пользуясь критерием гиперустойчивости В.М.Попова, можно показать, что контур управления, реализуемый комбинированным способом в видеUsing the criterion of hyperstability of V.M.Popov, it can be shown that the control loop, implemented in a combined way in the form

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006

где χпер(t) - настраиваемый коэффициент контура управления;where χ lane (t) is the adjustable coefficient of the control loop;

χроб(t) - робастная часть алгоритма (2);χ rob (t) is the robust part of algorithm (2);

γ0, γ1 - некоторые постоянные положительные величины;γ 0 , γ 1 - some constant positive values;

обеспечивает диссипативную устойчивость системы.provides dissipative stability of the system.

Система функционирует следующим образом.The system operates as follows.

Сигналы с выходов объекта регулирования 1 поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов 2, внутри которого происходит умножение i-го входного сигнала на постоянный заданный коэффициент. Сигналы с выхода блока задания коэффициентов 2 идут на входы первого блока суммирования 3, где складываются. Выходной сигнал первого блока суммирования 3 поступает на вход параллельного фильтра-компенсатора 4 с функциональной схемой, соответствующей фиг.2. В каждом из блоков суммирования 10 (j=1, 2…k-1, где k - разность порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта регулирования 1) происходит сложение сигнала, поступающего с выхода первого блока суммирования 3 и соответствующих сигналов, полученных с выходов интеграторов 11j. Сигнал с выхода каждого блока суммирования 10j поступает на вход соответствующего интегратора 11j и на соответствующий вход блока суммирования 12. В блоке суммирования 12, формирующем выход параллельного фильтра-компенсатора 4, происходит сложение выходных сигналов каждого интегратора 11j и каждого блока суммирования 10j. Сигнал с выхода блока суммирования 12 поступает на оба входа первого умножителя 5 и на второй вход второго умножителя 9. Выходной сигнал первого умножителя 5 идет на первый вход третьего блока суммирования 8 и на первый вход второго блока суммирования 6, сигнал с выхода которого подается на вход блока задержки 7 и на второй вход третьего блока суммирования 8. Сигнал с выхода третьего блока суммирования 8 идет на первый вход второго умножителя 9, выходной сигнал которого подается на вход объекта регулирования 1.The signals from the outputs of the regulatory object 1 are supplied to the corresponding inputs of the coefficient setting unit 2, inside which the ith input signal is multiplied by a constant given coefficient. The signals from the output of the unit for setting the coefficients 2 go to the inputs of the first summing unit 3, where they add up. The output signal of the first summing unit 3 is fed to the input of the parallel filter-compensator 4 with a functional diagram corresponding to figure 2. In each of the summation blocks 10 (j = 1, 2 ... k-1, where k is the difference in the orders of the numerator and denominator of the transfer function of the control object 1), the signal from the output of the first summation block 3 and the corresponding signals received from the outputs of the integrators 11 j . The signal from the output of each summing block 10 j is fed to the input of the corresponding integrator 11 j and to the corresponding input of the summing block 12. In the summing block 12, which forms the output of the parallel filter-compensator 4, the output signals of each integrator 11 j and each summing block 10 j are added . The signal from the output of the summing unit 12 is fed to both inputs of the first multiplier 5 and to the second input of the second multiplier 9. The output signal of the first multiplier 5 goes to the first input of the third summing unit 8 and to the first input of the second summing unit 6, the output signal of which is fed to the input delay unit 7 and to the second input of the third summing unit 8. The signal from the output of the third summing unit 8 goes to the first input of the second multiplier 9, the output signal of which is fed to the input of the control object 1.

Технический результат заключается в обеспечении диссипативной устойчивости системы управления циклического действия при непериодических внешних и параметрических возмущениях, а также разнице порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта регулирования, превышающей единицу.The technical result is to ensure the dissipative stability of the cyclic control system with non-periodic external and parametric disturbances, as well as the difference in the orders of the numerator and denominator of the transfer function of the control object that exceeds unity.

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)

Комбинированная робастная система управления для нестационарных динамических объектов, содержащая блок задания коэффициентов, первый, второй и третий блоки суммирования, параллельный фильтр-компенсатор, первый и второй умножители, блок задержки, объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход блока суммирования подключен к входу параллельного фильтра компенсатора, выход которого подключен к обоим входам первого умножителя и второму входу второго умножителя, отличающаяся тем, что из системы исключается интегратор, при этом выход первого умножителя подключен к первому входу второго блока суммирования и к первому входу третьего блока суммирования, выход второго блока суммирования соединен со вторым входом третьего блока суммирования и с входом блока задержки, выход которого подключен ко второму входу второго блока суммирования, к первому входу второго умножителя подключен выход третьего блока суммирования, выход второго умножителя соединен с входом объекта регулирования. Combined robust control system for non-stationary dynamic objects, comprising a coefficient setting block, first, second and third summing blocks, a parallel filter-compensator, first and second multipliers, a delay block, a control object, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the coefficient setting block, block inputs summation is connected to the corresponding outputs of the coefficient setting unit, the output of the summation unit is connected to the input of the parallel filter of the compensator, the output of which connected to both inputs of the first multiplier and the second input of the second multiplier, characterized in that the integrator is excluded from the system, while the output of the first multiplier is connected to the first input of the second summing unit and to the first input of the third summing unit, the output of the second summing unit is connected to the second input of the third the summing unit and with the input of the delay unit, the output of which is connected to the second input of the second summing unit, the output of the third summing unit is connected to the first input of the second multiplier, exit a second multiplier coupled to the input of the controlled object.
RU2012107515/08A 2012-02-28 2012-02-28 Combined robust control system for non-stationary dynamic objects RU2475798C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012107515/08A RU2475798C1 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Combined robust control system for non-stationary dynamic objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012107515/08A RU2475798C1 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Combined robust control system for non-stationary dynamic objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2475798C1 true RU2475798C1 (en) 2013-02-20

Family

ID=49121112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012107515/08A RU2475798C1 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Combined robust control system for non-stationary dynamic objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475798C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2530278C1 (en) * 2013-03-28 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" Combined robust control system for a priori indefinite objects of intermittent action with 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
RU2775514C1 (en) * 2021-09-14 2022-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) (RU) Control system based on the state of the control object with an observer and a state controller

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030028264A1 (en) * 2001-04-20 2003-02-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for plant
RU2231818C2 (en) * 2002-04-08 2004-06-27 Амурский государственный университет Robast control system
RU100644U1 (en) * 2009-03-30 2010-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет (ГОУВПО "АмГУ") COMBINED CONTROL SYSTEM FOR APRIOROUSLY UNDEFINED NON-STATIONARY DYNAMIC OBJECTS
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030028264A1 (en) * 2001-04-20 2003-02-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for plant
RU2231818C2 (en) * 2002-04-08 2004-06-27 Амурский государственный университет Robast control system
RU100644U1 (en) * 2009-03-30 2010-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет (ГОУВПО "АмГУ") COMBINED CONTROL SYSTEM FOR APRIOROUSLY UNDEFINED NON-STATIONARY DYNAMIC OBJECTS
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2530278C1 (en) * 2013-03-28 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет" Combined robust control system for a priori indefinite objects of intermittent action with lagging
RU2775514C1 (en) * 2021-09-14 2022-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) (RU) Control system based on the state of the control object with an observer and a state controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2441266C1 (en) Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients
RU2475798C1 (en) Combined robust control system for non-stationary dynamic objects
Mozyrska et al. Comparison of h-difference fractional operators
RU2474858C1 (en) Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer
Khartovskii et al. Complete controllability and controllability for linear autonomous systems of neutral type
Dabkowski et al. Global well-posedness for a slightly supercritical surface quasi-geostrophic equation
Bekir et al. A generalized fractional sub-equation method for nonlinear fractional differential equations
RU2450301C2 (en) Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and lag
Pavshinkin Grassmannian sigma model on a finite interval
RU100644U1 (en) COMBINED CONTROL SYSTEM FOR APRIOROUSLY UNDEFINED NON-STATIONARY DYNAMIC OBJECTS
RU2429516C1 (en) Adaptive control system for dynamic objects with periodic factors and observer
RU2427870C1 (en) Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients
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
Sugiura et al. Quadrature rule for Abel’s equations: uniformly approximating fractional derivatives
Wu et al. Convergence and stability of Euler method for impulsive stochastic delay differential equations
RU2540848C2 (en) Adaptive robust control system for apriori undefined nonstationary dynamic objects
RU2528155C1 (en) Combined robust control system for apriori undefined dynamic objects for periodic action with observer
Agaev et al. On determining the eigenprojection and components of a matrix
RU2530278C1 (en) Combined robust control system for a priori indefinite objects of intermittent action with lagging
RU2265873C1 (en) Adaptive control system for dynamic objects with periodical coefficients
Atamas’ et al. Inversion of vector delay systems
RU2530277C1 (en) Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging
RU2488155C1 (en) Adaptive control system for priori undefined objects with self-adjustment of dynamic corrector
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

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140301