RU2530277C1 - Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging - Google Patents
Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530277C1 RU2530277C1 RU2013113066/08A RU2013113066A RU2530277C1 RU 2530277 C1 RU2530277 C1 RU 2530277C1 RU 2013113066/08 A RU2013113066/08 A RU 2013113066/08A RU 2013113066 A RU2013113066 A RU 2013113066A RU 2530277 C1 RU2530277 C1 RU 2530277C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- multiplier
- unit
- summing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления априорно-неопределенными нестационарными динамическими объектами с запаздыванием по состоянию в периодических режимах.The invention relates to technical cybernetics and can be used in control systems of a priori-indefinite non-stationary dynamic objects with a delay as in periodic modes.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами и запаздыванием (Патент РФ №2450301, официальный бюл. «Изобретения и полезные модели». - 2012, №13, прототип), содержащая первый и второй блоки задания коэффициентов, блок запаздывания, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки суммирования, первый, второй, третий и четвертый умножители, первый и второй блоки задержки, объект регулирования, выходы которого одновременно подключены к соответствующим входам первого блока задания коэффициентов и входам блока запаздывания, выходы первого блока задания коэффициентов соединены с входами первого блока суммирования, выход которого подключен к обоим входам первого умножителя и второму входу второго умножителя, выход первого умножителя соединен с первым входом второго блока суммирования, выход которого подключен к первому входу второго умножителя и входу первого блока задержки, выход первого блока задержки соединен с вторым входом второго блока суммирования, выход второго умножителя подключен к первому входу третьего блока суммирования, выходы блока запаздывания соединены с соответствующими входами второго блока задания коэффициентов, выходы которого соединены с соответствующими входами четвертого блока суммирования, выход которого подключен к обоим входам третьего умножителя и к второму входу четвертого умножителя, выход третьего умножителя соединен с первым входом пятого блока суммирования, выход которого подключен к первому входу четвертого умножителя и входу второго блока задержки, выход второго блока задержки соединен с вторым входом пятого блока суммирования, выход четвертого умножителя подключен к второму входу третьего блока суммирования, выход которого соединен с входом объекта регулирования.The closest technical solution to the proposed one is an adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and delay (RF Patent No. 2450301, official bulletin “Inventions and Utility Models.” - 2012, No. 13, prototype), containing the first and second blocks for setting the coefficients , delay unit, first, second, third, fourth and fifth summing blocks, first, second, third and fourth multipliers, first and second delay blocks, control object, the outputs of which are simultaneously connected to the corresponding the inputs of the first coefficient setting block and the delay block inputs, the outputs of the first coefficient setting block are connected to the inputs of the first summing block, 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 first input of the second summing block, the output of which connected to the first input of the second multiplier and the input of the first delay unit, the output of the first delay unit is connected to the second input of the second summing unit, the output of the second The amplifier is connected to the first input of the third summing unit, the outputs of the delay unit are connected to the corresponding inputs of the second coefficient setting unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the fourth summing unit, the output of which is connected to both inputs of the third multiplier and to the second input of the fourth multiplier, the output of the third multiplier is connected with the first input of the fifth summing block, the output of which is connected to the first input of the fourth multiplier and the input of the second delay block, the output of the second block Since the delay is connected to the second input of the fifth summing unit, the output of the fourth multiplier is connected to the second input of the third summing unit, the output of which is connected to the input of the control object.
Недостатком данной системы является потеря работоспособности в случае неустойчивости априорно-неопределенного объекта управления.The disadvantage of this system is the loss of performance in case of instability of a priori-indefinite control object.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей системы, т.е. обеспечение устойчивости при управлении неустойчивыми динамическими объектами с периодическими коэффициентами и запаздыванием по состоянию.The objective of the invention is the expansion of the functionality of the system, i.e. ensuring stability when controlling unstable dynamic objects with periodic coefficients and delayed state.
Сущность изобретения заключается в том, что в адаптивную систему управления для априорно-неопределенных объектов периодического действия с запаздыванием, включающую первый и второй блоки задания коэффициентов, блок запаздывания, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки суммирования, первый, второй, третий и четвертый умножители, первый и второй блоки задержки, объект регулирования, выходы которого одновременно подключены к соответствующим входам первого блока задания коэффициентов и входам блока запаздывания, выходы первого блока задания коэффициентов соединены с входами первого блока суммирования, выход которого подключен к обоим входам первого умножителя и второму входу второго умножителя, выход первого умножителя соединен с первым входом второго блока суммирования, выход которого подключен к входу первого блока задержки, выход первого блока задержки соединен с вторым входом второго блока суммирования, выход второго умножителя подключен к первому входу третьего блока суммирования, выходы блока запаздывания соединены с соответствующими входами второго блока задания коэффициентов, выходы которого соединены с соответствующими входами четвертого блока суммирования, выход которого подключен к обоим входам третьего умножителя и к второму входу четвертого умножителя, выход третьего умножителя соединен с первым входом пятого блока суммирования, выход которого подключен к первому входу четвертого умножителя и входу второго блока задержки, выход второго блока задержки соединен с вторым входом пятого блока суммирования, выход четвертого умножителя подключен к второму входу третьего блока суммирования, выход которого соединен с входом объекта регулирования, дополнительно введены шестой блок суммирования и интегратор, при этом вход интегратора подключен к выходу первого умножителя, а выход интегратора подключен к первому входу шестого блока суммирования, второй вход шестого блока суммирования - к выходу второго блока суммирования, выход шестого блока суммирования связан с первым входом второго умножителя.The essence of the invention lies in the fact that in an adaptive control system for a priori indefinite objects of periodic action with delay, which includes the first and second blocks for setting coefficients, a delay block, the first, second, third, fourth and fifth blocks of summation, the first, second, third and the fourth multipliers, the first and second delay units, an object of regulation, the outputs of which are simultaneously connected to the corresponding inputs of the first unit for setting the coefficients and inputs of the delay unit, the outputs of the first block The coefficients are connected to the inputs of the first summing block, 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 first input of the second summing block, the output of which is connected to the input of the first delay block, the output of the first delay block is connected to the second input of the second summing unit, the output of the second multiplier is connected to the first input of the third summing unit, the outputs of the delay unit are connected to the corresponding inputs of the second coefficient setting lock, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the fourth summing block, the output of which is connected to both inputs of the third multiplier and to the second input of the fourth multiplier, the output of the third multiplier is connected to the first input of the fifth summing block, the output of which is connected to the first input of the fourth multiplier and the input the second delay unit, the output of the second delay unit is connected to the second input of the fifth summing unit, the output of the fourth multiplier is connected to the second input of the third unit with the mating unit, the output of which is connected to the input of the regulating object, the sixth summing unit and integrator are additionally introduced, while the integrator input is connected to the output of the first multiplier, and the integrator output is connected to the first input of the sixth summing unit, the second input of the sixth summing unit to the output of the second summing unit , the output of the sixth summing unit is connected to the first input of the second multiplier.
На чертеже представлена блок-схема системы. Система содержит: объект регулирования 1, первый блок задания коэффициентов 2, первый блок суммирования 3, первый умножитель 4, второй блок суммирования 5, первый блок задержки 6, второй умножитель 7, третий блок суммирования 8, блок запаздывания 9, второй блок задания коэффициентов 10, четвертый блок суммирования 11, третий умножитель 12, пятый блок суммирования 13, второй блок задержки 14, четвертый умножитель 15, интегратор 16, шестой блок суммирования 17, y1,…ym - выходы объекта регулирования, u - скалярное управляющее воздействие.The drawing shows a block diagram of a system. The system comprises: regulation object 1, first coefficient setting unit 2, first summing unit 3, first multiplier 4, second summing unit 5, first delay unit 6, second multiplier 7, third summing unit 8, delay unit 9, second coefficient setting unit 10 , the fourth summing block 11, the third multiplier 12, the fifth summing block 13, the second delay block 14, the fourth multiplier 15, the integrator 16, the sixth summing block 17, y 1 , ... y m are the outputs of the control object, u is the scalar control action.
Объект регулирования описывается уравнениямиThe object of regulation is described by the equations
y(t)=L*x(t), y (t) = L * x (t),
где x(t) - n-мерный вектор переменных состояния объекта регулирования;where x (t) is the n-dimensional vector of state variables of the regulatory object;
A(t+Т) - неустойчивая матрица состояния;A (t + T) is an unstable state matrix;
D(t+Т) - нестационарная матрица при запаздывающем аргументе;D (t + T) is a non-stationary matrix with a delayed argument;
b(t+Т) - нестационарный вектор управления;b (t + T) - non-stationary control vector;
Т - период изменения параметров матриц и вектора объекта;T is the period of changing the parameters of the matrices and the vector of the object;
y(t) - m-мерный вектор выходных координат объекта;y (t) is the m-dimensional vector of the output coordinates of the object;
* - символ транспонирования;* - transpose symbol;
L - матрица выхода;L is the output matrix;
τ - известное временное запаздывание;τ is the known time delay;
u(t) - скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее соотношению:u (t) is a scalar control action satisfying the relation:
где χ1(t), χ2(t) - настраиваемые коэффициенты контура адаптации; 1 where χ (t), χ 2 (t) - adjustable coefficients adaptation circuit;
α0, β0 - m-мерные векторы коэффициентов первого 2 и второго 12 блоков задания коэффициентов соответственно, выбираемые из условия:
Используя методику критерия гиперустойчивости В.М. Попова, можно показать, что за счет синтеза настроек параметров регулятора в видеUsing the methodology of the criterion of hyperstability V.M. Popov, it can be shown that due to the synthesis of the regulator parameter settings in the form
χ1(t)=χ1пер(t)+χ1инт(t),χ 1 (t) = χ 1per (t) + χ 1int (t),
где γ0, γ1, γ2 - некоторые положительные постоянные величины;where γ 0 , γ 1 , γ 2 are some positive constant values;
обеспечит асимптотическую устойчивость системы управления.will provide asymptotic stability of the control system.
Система функционирует следующим образом.The system operates as follows.
Сигналы с выходов объекта регулирования 1 одновременно поступают на соответствующие входы первого блока задания коэффициентов 2 и входы блока запаздывания 9. Внутри первого блока задания коэффициентов 2 происходит умножение поданных на него сигналов на постоянные коэффициенты α0i, i=1,…,m. Выходные сигналы первого блока задания коэффициентов 2 поступают на соответствующие входы первого блока суммирования 3, внутри которого складываются. Сигнал с выхода первого блока суммирования 3 идет на оба входа первого умножителя 4 и на второй вход второго умножителя 7. Выходной сигнал первого умножителя 4 одновременно подается с соответствующими коэффициентами на первый вход второго блока суммирования 5 и на вход интегратора 16. Сигнал с выхода интегратора 16 поступает на первый вход шестого блока суммирования 17. Сигнал с выхода второго блока суммирования 5 идет на второй вход шестого блока суммирования 17 и вход первого блока задержки 6. Выходной сигнал первого блока задержки 6 подается на второй вход второго блока суммирования 5. Сигнал с выхода шестого блока суммирования 17 поступает на первый вход второго умножителя 7, выходной сигнал которого идет на первый вход третьего блока суммирования 8. Выходные сигналы блока запаздывания 9 поступают на соответствующие входы второго блока задания коэффициентов 10, внутри которого происходит умножение i-x сигналов на постоянные коэффициенты β0i. Сигналы с выходов второго блока задания коэффициентов 10 идут на соответствующие входы четвертого блока суммирования 11, внутри которого складываются. Выходной сигнал четвертого блока суммирования 11 одновременно подается на первый и второй входы третьего умножителя 12, а также на второй вход четвертого умножителя 15. Сигнал с выхода третьего умножителя 12 с соответствующим коэффициентом поступает на первый вход пятого блока суммирования 13, выходной сигнал которого идет на вход второго блока задержки 14 и на первый вход четвертого умножителя 15. Сигнал с выхода второго блока задержки 14 поступает на второй вход пятого блока суммирования 13. Выходной сигнал четвертого умножителя 15 идет на второй вход третьего блока суммирования 8, сигнал с выхода которого поступает на вход объекта регулирования.The signals from the outputs of the control object 1 simultaneously arrive at the corresponding inputs of the first block for setting the coefficients 2 and the inputs of the delay unit 9. Inside the first block for setting the coefficients 2, the signals supplied to it are multiplied by constant coefficients α 0i , i = 1, ..., m. The output signals of the first block for setting the coefficients 2 are supplied to the corresponding inputs of the first block of summation 3, inside which are added. The signal from the output of the first summing unit 3 goes to both inputs of the first multiplier 4 and to the second input of the second multiplier 7. The output signal of the first multiplier 4 is simultaneously supplied with the corresponding coefficients to the first input of the second summing unit 5 and to the input of the integrator 16. The signal from the output of the integrator 16 arrives at the first input of the sixth summing block 17. The signal from the output of the second summing block 5 goes to the second input of the sixth summing block 17 and the input of the first delay block 6. The output signal of the first delay block 6 is fed to and the second input of the second summing unit 5. The signal from the output of the sixth summing unit 17 is fed to the first input of the second multiplier 7, the output signal of which goes to the first input of the third summing unit 8. The output signals of the delay unit 9 are supplied to the corresponding inputs of the second unit for setting the coefficients 10, inside of which the ix signals are multiplied by constant coefficients β 0i . The signals from the outputs of the second block for setting coefficients 10 go to the corresponding inputs of the fourth block of summation 11, inside which are added. The output signal of the fourth summing block 11 is simultaneously supplied to the first and second inputs of the third multiplier 12, as well as to the second input of the fourth multiplier 15. The signal from the output of the third multiplier 12 with the corresponding coefficient is fed to the first input of the fifth summing block 13, the output signal of which goes to the input the second delay unit 14 and the first input of the fourth multiplier 15. The signal from the output of the second delay unit 14 is fed to the second input of the fifth summing unit 13. The output signal of the fourth multiplier 15 goes to the second th input of the third summing block 8, the signal from the output of which is input to the controlled object.
Технический результат заключается в обеспечении устойчивости системы при управлении неустойчивыми динамическими объектами, содержащими периодические коэффициенты и известное временное запаздывание по состоянию.The technical result consists in ensuring the stability of the system when controlling unstable dynamic objects containing periodic coefficients and a known time delay by state.
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 |
---|---|---|---|
RU2013113066/08A RU2530277C1 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113066/08A RU2530277C1 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013113066A RU2013113066A (en) | 2014-09-27 |
RU2530277C1 true RU2530277C1 (en) | 2014-10-10 |
Family
ID=51656423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013113066/08A RU2530277C1 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2530277C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7250881B2 (en) * | 2004-10-13 | 2007-07-31 | Mitutoyo Corporation | Encoder output signal correction apparatus and method |
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 |
RU2450301C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and lag |
RU2474858C1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer |
-
2013
- 2013-03-22 RU RU2013113066/08A patent/RU2530277C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7250881B2 (en) * | 2004-10-13 | 2007-07-31 | Mitutoyo Corporation | Encoder output signal correction apparatus and method |
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 |
RU2450301C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and lag |
RU2474858C1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013113066A (en) | 2014-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2441266C1 (en) | Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients | |
Kögel et al. | Discrete-time robust model predictive control for continuous-time nonlinear systems | |
Furtat | Adaptive predictor-free control of a plant with delayed input signal | |
RU2474858C1 (en) | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer | |
RU2450301C2 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and lag | |
RU140872U1 (en) | SIMULATOR OF ADAPTIVE-ROBUST SYSTEM OF CONTROL OF NONLINEAR OBJECTS OF PERIODIC ACTION | |
Pisano et al. | Continuous finite-time stabilization for some classes of fractional order dynamics | |
RU2530277C1 (en) | Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging | |
RU162695U1 (en) | SIMULATOR OF A COMBINED ADAPTIVE PENDULUM CONTROL SYSTEM | |
RU2429516C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodic factors and observer | |
Bayram et al. | Matlab/GUI based basic design principles of PID controller in AVR | |
RU2528155C1 (en) | Combined robust control system for apriori undefined dynamic objects for periodic action with observer | |
RU2540848C2 (en) | Adaptive robust control system for apriori undefined nonstationary dynamic objects | |
Krishnamurthy et al. | Prescribed-time stabilization of nonlinear systems with uncertain input gain and non-vanishing disturbances | |
RU2530278C1 (en) | Combined robust control system for a priori indefinite objects of intermittent action with lagging | |
RU2427870C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients | |
Minyaev et al. | Simultaneous stabilization: Construction of a universal stabilizer for linear plants with delay with the use of spectral reducibility | |
Li et al. | Lyapunov–Krasovskii functionals for predictor feedback control of linear systems with multiple input delays | |
RU2379735C2 (en) | Robust control system | |
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 | |
RU2402798C1 (en) | Robust system for objects with delayed control | |
Takagi et al. | Modification of an adaptive controller for systems with input saturation and available output derivatives up to the order of relative degree | |
RU2265873C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodical coefficients | |
RU2427869C1 (en) | Self-adjusting control system for objects with control delay | |
RU2538295C1 (en) | Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150323 |