RU2538295C1 - Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay - Google Patents

Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay Download PDF

Info

Publication number
RU2538295C1
RU2538295C1 RU2014109329/08A RU2014109329A RU2538295C1 RU 2538295 C1 RU2538295 C1 RU 2538295C1 RU 2014109329/08 A RU2014109329/08 A RU 2014109329/08A RU 2014109329 A RU2014109329 A RU 2014109329A RU 2538295 C1 RU2538295 C1 RU 2538295C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
multiplier
integrator
dynamic corrector
Prior art date
Application number
RU2014109329/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Леонидович Еремин
Лариса Владимировна Чепак
Евгений Анатольевич Шеленок
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский 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 "Амурский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский государственный университет"
Priority to RU2014109329/08A priority Critical patent/RU2538295C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538295C1 publication Critical patent/RU2538295C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: disclosed is an adaptive control system with self-adjustment of a dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay, which includes a first multiplier, an integrator, a second multiplier, a functional unit, a serial dynamic corrector and a control object, the output of which is connected to the first and second inputs of the first multiplier, the second input of the second multiplier; output of the first multiplier is connected to the input of the first integrator, the output of which is connected to the first input of the second multiplier and the input of the functional unit; the output of the functional unit is connected to the second input of the serial dynamic corrector, the output of which is connected to the input of the control object. The system further includes a delay unit, third and fourth multipliers, a second integrator and a summation unit, wherein the input of the delay unit is connected to the output of the control object, and the output of the delay unit is connected to both inputs of the third multiplier and the second input of the fourth multiplier; the output of the third multiplier is connected to the input of the second integrator, the output of which is connected to the first input of the fourth multiplier; the output of the fourth multiplier is connected to the second input of the summation unit, the first input of which is connected to the output of the second multiplier; the output of the summation unit is connected to the first input of the serial dynamic corrector.
EFFECT: providing asymptotic stability of the system.
3 dwg

Description

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при построении адаптивных систем управления априорно неопределенными линейными динамическими объектами с запаздывающим состоянием и относительным порядком передаточной функции, большим единицы.The invention relates to technical cybernetics and can be used to build adaptive control systems for a priori indefinite linear dynamic objects with a delayed state and the relative order of the transfer function, greater than one.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления для априорно неопределенных объектов с самонастройкой динамического корректора (Патент РФ №2488155, Официальный бюл. «Изобретения и полезные модели». - 2013, №20, прототип), содержащая первый умножитель, интегратор, второй умножитель, функциональный блок, последовательный динамический корректор, объект регулирования, при этом выход объекта регулирования соединен с первым и вторым входами первого умножителя и с вторым входом второго умножителя, выход первого умножителя подключен к входу интегратора, выход которого соединен с входом функционального блока и первым входом второго умножителя, выход второго умножителя подключен к первому входу последовательного динамического корректора, второй вход которого соединен с выходом функционального блока, выход динамического корректора подключен к входу объекта регулирования.The closest technical solution to the proposed one is an adaptive control system for a priori indefinite objects with self-adjustment of a dynamic corrector (RF Patent No. 2488155, Official Bulletin “Inventions and Utility Models.” - 2013, No. 20, prototype) containing the first multiplier, integrator, and second a multiplier, a functional block, a sequential dynamic corrector, a control object, while the output of the control object is connected to the first and second inputs of the first multiplier and to the second input of the second multiplier, q the first multiplier is connected to the input of the integrator, the output of which is connected to the input of the functional block and the first input of the second multiplier, the output of the second multiplier is connected to the first input of the serial dynamic corrector, the second input of which is connected to the output of the functional block, the output of the dynamic corrector is connected to the input of the control object.

Недостатком данной системы является потеря устойчивости в случае управления априорно неопределенными линейными скалярными динамическими объектами с запаздыванием по состоянию.The disadvantage of this system is the loss of stability in the case of control of a priori indefinite linear scalar dynamic objects with state lag.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей системы, т.е. обеспечение ее асимптотической устойчивости при управлении априорно неопределенными линейными динамическими объектами, которые содержат известное временное запаздывание по состоянию.The objective of the invention is the expansion of the functionality of the system, i.e. ensuring its asymptotic stability when controlling a priori indefinite linear dynamic objects that contain a known time delay by state.

Сущность изобретения заключается в том, что в адаптивную систему управления для априорно неопределенных объектов с самонастройкой динамического корректора, включающую первый умножитель, интегратор, второй умножитель, функциональный блок, последовательный динамический корректор и объект регулирования, выход которого соединен с первым и вторым входами первого умножителя, с вторым входом второго умножителя, выход первого умножителя подключен к входу первого интегратора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя и входом функционального блока, выход функционального блока подключен ко второму входу последовательного динамического корректора, выход которого соединен с входом объекта регулирования, дополнительно введены блок задержки, третий и четвертый умножители, второй интегратор и блок суммирования, при этом вход блока задержки подключен к выходу объекта регулирования, а выход блока задержки подключен к обоим входам третьего умножителя и второму входу четвертого умножителя, выход третьего умножителя соединен с входом второго интегратора, выход которого подключен к первому входу четвертого умножителя, выход четвертого умножителя соединен с вторым входом блока суммирования, первый вход которого подключен к выходу второго умножителя, выход блока суммирования соединен с первым входом последовательного динамического корректора.The essence of the invention lies in the fact that in an adaptive control system for a priori indefinite objects with self-adjustment of a dynamic corrector, including a first multiplier, an integrator, a second multiplier, a function block, a sequential dynamic corrector and an object of regulation, the output of which is connected to the first and second inputs of the first multiplier, with the second input of the second multiplier, the output of the first multiplier is connected to the input of the first integrator, the output of which is connected to the first input of the second multiplier and the input ohm of the functional block, the output of the functional block is connected to the second input of the sequential dynamic corrector, the output of which is connected to the input of the control object, a delay block, a third and fourth multiplier, a second integrator and a summing unit are additionally introduced, while the input of the delay block is connected to the output of the control object, and the output of the delay unit is connected to both inputs of the third multiplier and the second input of the fourth multiplier, the output of the third multiplier is connected to the input of the second integrator, the output to is connected to the first input of the fourth multiplier, the output of the fourth multiplier is connected to the second input of the summing unit, the first input of which is connected to the output of the second multiplier, the output of the summing unit is connected to the first input of the sequential dynamic corrector.

На чертеже (фиг.1) представлена блок-схема системы; на фиг.2 изображена блок-схема функционального блока; фиг.3 иллюстрирует блок-схему последовательного динамического корректора.In the drawing (FIG. 1) is a block diagram of a system; figure 2 shows a block diagram of a functional block; figure 3 illustrates a block diagram of a sequential dynamic corrector.

Система (фиг.1) содержит: объект регулирования 1, первый умножитель 2, первый интегратор 3, второй умножитель 4, функциональный блок 5, последовательный динамический корректор 6, блок задержки 14, третий умножитель 15, второй интегратор 16, четвертый умножитель 17, блок суммирования 18, y - выходной сигнал объекта регулирования, χ1, χ2 - коэффициенты настройки,

Figure 00000001
- настраиваемый коэффициент динамического корректора, u - сигнал управления,
Figure 00000002
- выходной сигнал последовательного динамического корректора.The system (Fig. 1) contains: regulation object 1, first multiplier 2, first integrator 3, second multiplier 4, function block 5, sequential dynamic corrector 6, delay unit 14, third multiplier 15, second integrator 16, fourth multiplier 17, block summation 18, y is the output signal of the regulatory object, χ 1 , χ 2 are the tuning factors,
Figure 00000001
- adjustable coefficient of the dynamic corrector, u - control signal,
Figure 00000002
- output signal of a sequential dynamic corrector.

Объект регулирования (ОР) имеет относительный порядок ρ=(n-m)>1 и описывается с помощью передаточной функцииThe regulation object (OR) has a relative order ρ = (n-m)> 1 and is described using the transfer function

Figure 00000003
Figure 00000003

где s - комплексная переменная;where s is a complex variable;

α(s) - гурвицев полином степени m;α (s) are Hurwitz polynomials of degree m;

β(s) - квазиполином степени n с произвольным расположением корней;β (s) is a quasi-polynomial of degree n with an arbitrary arrangement of roots;

Figure 00000004
- постоянные числа;
Figure 00000004
- constant numbers;

ξ - набор неизвестных параметров, принадлежащих некоторому известному множеству Ξ;ξ is a set of unknown parameters belonging to some known set Ξ;

τ - известное временное запаздывание.τ is the known time delay.

Последовательный динамический корректор (ПДК) состоит из k (k=ρ-1=(n-m)-1) последовательно соединенных быстродействующих упругих звеньев, каждое из которых описывается дифференциальным уравнениемA sequential dynamic corrector (MPC) consists of k (k = ρ-1 = (n-m) -1) series-connected high-speed elastic links, each of which is described by a differential equation

Figure 00000005
Figure 00000005

где u(t),

Figure 00000006
- соответственно входной и выходной сигналы упругого звена;where u (t),
Figure 00000006
- respectively, the input and output signals of the elastic link;

T>0 - постоянная времени;T> 0 is the time constant;

Figure 00000007
- коэффициент, настаиваемый в соответствии с алгоритмом
Figure 00000007
- coefficient insisted in accordance with the algorithm

Figure 00000008
Figure 00000008

где ψ0, ψ1>1 - некоторые числа;where ψ 0 , ψ 1 > 1 are some numbers;

χ1(t) - первый настраиваемый коэффициент адаптивного управления, заданного соотношениемχ 1 (t) is the first custom adaptive control coefficient given by

Figure 00000009
Figure 00000009

где χ2(t) - второй настраиваемый коэффициент закона управления;where χ 2 (t) is the second custom coefficient of the control law;

y(t) - скалярный выход объекта регулирования (1);y (t) is the scalar output of the regulatory object (1);

y(t-τ) - выход объекта регулирования (1) с учетом времени запаздывания.y (t-τ) is the output of the regulatory object (1) taking into account the delay time.

С помощью критерия гиперустойчивости В.М. Попова можно показать, что реализация алгоритмов настройки коэффициентов адаптивного регулятора (4) в видеUsing the criterion of hyperstability V.M. Popov can show that the implementation of the algorithms for setting the coefficients of the adaptive controller (4) in the form

Figure 00000010
Figure 00000010

где h1>0, h2>0 - числа; обеспечит асимптотическую устойчивость рассматриваемой системы управления.where h 1 > 0, h 2 > 0 are numbers; will provide asymptotic stability of the considered control system.

Система функционирует следующим образом.The system operates as follows.

Скалярный сигнал y с выхода объекта регулирования 1 подается на оба входа первого умножителя 2, на второй вход второго умножителя 4, а также на вход блока задержки 14, выходной сигнал первого умножителя 2 с соответствующим коэффициентом идет на вход первого интегратора 3, выходной сигнал которого (χ1) одновременно поступает на первый вход второго умножителя 4 и на вход функционального блока (ФБ) 5, сигнал с выхода второго умножителя 4 идет на первый вход блока суммирования 18. Выходной сигнал блока задержки 14 поступает на первый и второй входы третьего умножителя 15 и на второй вход четвертого умножителя 17, сигнал с выхода третьего умножителя 15 с соответствующим коэффициентом подается на вход второго интегратора 16, выходной сигнал которого (χ2) поступает на первый вход четвертого умножителя 17, сигнал с выхода четвертого умножителя 17 идет на второй вход блока суммирования 18.The scalar signal y from the output of the control object 1 is fed to both inputs of the first multiplier 2, to the second input of the second multiplier 4, and also to the input of the delay unit 14, the output signal of the first multiplier 2 with the corresponding coefficient goes to the input of the first integrator 3, the output signal of which ( χ 1) are simultaneously supplied to the first input of the second multiplier 4 and to the input of the function block (FB) is 5, the signal output from the second multiplier 4 is input to the first summing unit 18. The output of delay unit 14 is supplied to first and second inputs tre rd multiplier 15 and to a second input of the fourth multiplier 17, the signal output from the third multiplier 15 with an appropriate coefficient is fed to the input of the second integrator 16, whose output (χ 2) is fed to a first input of the fourth multiplier 17, the signal output from the fourth multiplier 17 goes to the second input of the summing unit 18.

Входной сигнал χ1 ФБ 5 (структурная схема представлена на фиг.2) поступает на вход блока выделения модуля 7, сигнал с выхода которого с соответствующим коэффициентом идет на первый вход блока суммирования 8, на второй вход блока суммирования 8 подается постоянный сигнал ψ0 c выхода задающего блока 9, сигнал

Figure 00000001
с выхода блока суммирования 8 поступает на выход ФБ 5.The input signal χ 1 FB 5 (the block diagram is presented in figure 2) is input to the allocation unit of module 7, the output signal of which with the corresponding coefficient goes to the first input of the summing unit 8, a constant signal ψ 0 c is supplied to the second input of the summing unit 8 the output of the master unit 9, the signal
Figure 00000001
from the output of the summing unit 8 is fed to the output of the FB 5.

Сигнал u с выхода блока суммирования 18 подается на первый вход ПДК 6, на второй вход которого поступает сигнал

Figure 00000001
с выхода ФБ 5. Сигнал с первого входа ПДК 6 (структурная схема представлена на фиг.3) идет на первый вход блока суммирования 101, сигнал
Figure 00000001
со второго входа ПДК 6 одновременно подается на вторые входы умножителей 11h (h=1, 2, …, k), на первые входы которых поступают сигналы с выходов блоков суммирования 10h, выходные сигналы умножителей 11h одновременно поступают на входы интеграторов 12h и с соответствующими коэффициентами на вторые входы блоков суммирования 13h, выходные сигналы интеграторов 12h поступают на первые входы блоков суммирования 13h и на вторые входы блоков суммирования 10h, сигналы с выходов блоков суммирования 13r (r=1, 2, …, k-1) поступают на первые входы блоков суммирования 10f (f=2, 3, …, k), выходной сигнал блока суммирования 13k подается на выход ПДК 6, сигнал
Figure 00000002
с выхода ПДК 6 поступает на вход объекта регулирования 1.The signal u from the output of the summing unit 18 is fed to the first input of the MPC 6, the second input of which receives a signal
Figure 00000001
from the output of the FB 5. The signal from the first input of the MPC 6 (the block diagram is presented in figure 3) goes to the first input of the summing unit 10 1 , the signal
Figure 00000001
from the second input of the MPC 6 is simultaneously fed to the second inputs of the multipliers 11 h (h = 1, 2, ..., k), the first inputs of which receive signals from the outputs of the summing units 10 h , the output signals of the multipliers 11 h simultaneously arrive at the inputs of the integrators 12 h and with the corresponding coefficients at the second inputs of the summing blocks 13 h , the output signals of the integrators 12 h are fed to the first inputs of the summing blocks 13 h and the second inputs of the summing blocks 10 h , the signals from the outputs of the summing blocks 13 r (r = 1, 2, ..., k-1) go to the first inputs of the summing blocks 10 f (f = 2, 3, ..., k), the output signal of the summing unit 13 k is fed to the output of the MPC 6, the signal
Figure 00000002
from the output of the MPC 6 goes to the input of the regulatory object 1.

Технический результат заключается в обеспечении асимптотической устойчивости системы при управлении априорно неопределенными линейными скалярными динамическими объектами с известным временным запаздыванием по состоянию.The technical result consists in ensuring the asymptotic stability of the system when controlling a priori indefinite linear scalar dynamic objects with 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)

Адаптивная система управления с самонастройкой динамического корректора для априорно неопределенных объектов с запаздыванием по состоянию, включающая первый умножитель, интегратор, второй умножитель, функциональный блок, последовательный динамический корректор и объект регулирования, выход которого соединен с первым и вторым входами первого умножителя, с вторым входом второго умножителя, выход первого умножителя подключен к входу первого интегратора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя и входом функционального блока, выход функционального блока подключен ко второму входу последовательного динамического корректора, выход которого соединен с входом объекта регулирования, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены блок задержки, третий и четвертый умножители, второй интегратор и блок суммирования, при этом вход блока задержки подключен к выходу объекта регулирования, а выход блока задержки подключен к обоим входам третьего умножителя и второму входу четвертого умножителя, выход третьего умножителя соединен с входом второго интегратора, выход которого подключен к первому входу четвертого умножителя, выход четвертого умножителя соединен с вторым входом блока суммирования, первый вход которого подключен к выходу второго умножителя, выход блока суммирования соединен с первым входом последовательного динамического корректора. Adaptive control system with self-tuning of a dynamic corrector for a priori indeterminate objects with state delay, including the first multiplier, integrator, second multiplier, function block, sequential dynamic corrector and control object, the output of which is connected to the first and second inputs of the first multiplier, with the second input of the second multiplier, the output of the first multiplier is connected to the input of the first integrator, the output of which is connected to the first input of the second multiplier and the input of the functional of the first block, the output of the functional block is connected to the second input of the sequential dynamic corrector, the output of which is connected to the input of the control object, characterized in that the delay block, the third and fourth multipliers, the second integrator and the summing unit are additionally introduced into the system, while the input of the delay block is connected to the output of the control object, and the output of the delay unit is connected to both inputs of the third multiplier and the second input of the fourth multiplier, the output of the third multiplier is connected to the input of the second Rathore, whose output is connected to the first input of the fourth multiplier, a fourth multiplier output connected to a second input of the summation unit having a first input connected to the output of the second multiplier, summing unit output is connected to the first input serial dynamic corrector.
RU2014109329/08A 2014-03-11 2014-03-11 Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay RU2538295C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109329/08A RU2538295C1 (en) 2014-03-11 2014-03-11 Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109329/08A RU2538295C1 (en) 2014-03-11 2014-03-11 Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2538295C1 true RU2538295C1 (en) 2015-01-10

Family

ID=53288032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014109329/08A RU2538295C1 (en) 2014-03-11 2014-03-11 Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538295C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2022313C1 (en) * 1989-08-07 1994-10-30 Владимир Геннадьевич Брусов Combined adjustment self-adjusted system
RU2173871C1 (en) * 2000-05-15 2001-09-20 Амурский государственный университет Adaptive system for delayed-control objects
US20100100217A1 (en) * 2005-08-12 2010-04-22 Sumco Techxiv Corporation Control System and Method for Controlled Object in Time Variant System With Dead Time, Such As Single Crystal Production Device by Czochralski Method
RU2488155C1 (en) * 2012-04-27 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Adaptive control system for priori undefined objects with self-adjustment of dynamic corrector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2022313C1 (en) * 1989-08-07 1994-10-30 Владимир Геннадьевич Брусов Combined adjustment self-adjusted system
RU2173871C1 (en) * 2000-05-15 2001-09-20 Амурский государственный университет Adaptive system for delayed-control objects
US20100100217A1 (en) * 2005-08-12 2010-04-22 Sumco Techxiv Corporation Control System and Method for Controlled Object in Time Variant System With Dead Time, Such As Single Crystal Production Device by Czochralski Method
RU2488155C1 (en) * 2012-04-27 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Adaptive control system for priori undefined objects with self-adjustment of dynamic corrector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SG10201907850YA (en) Techniques for universal quantum control of quantum coherent states and related systems and methods
RU2441266C1 (en) Combined adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients
RU2474858C1 (en) Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer
RU2538295C1 (en) Adaptive control system with self-adjustment of dynamic corrector for a priori undefined objects with state delay
EP2940576A3 (en) Approximating functions
RU2488155C1 (en) Adaptive control system for priori undefined objects with self-adjustment of dynamic corrector
RU2450301C2 (en) Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients and lag
RU2475798C1 (en) Combined robust control system for non-stationary dynamic objects
RU2429516C1 (en) Adaptive control system for dynamic objects with periodic factors and observer
Shah et al. Fractional order modelling using state space theory
RU2379735C2 (en) Robust control system
RU2427870C1 (en) Adaptive control system for dynamic objects with periodic coefficients
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
Atamas’ et al. Inversion of vector delay systems
RU2530277C1 (en) Adaptive control system for priori unclassified objects of periodic action with time lagging
RU166523U1 (en) SIMULATOR OF THE ADAPTIVE-PERIODIC CONTROL SYSTEM OF A NONLINEAR OBJECT WITH SELF-ADJUSTMENT OF A DYNAMIC CORRECTION BLOCK
RU2402798C1 (en) Robust system for objects with delayed control
Busłowicz et al. Chaos synchronization of the modified van der pol-duffing oscillator of fractional order
RU2427869C1 (en) Self-adjusting control system for objects with control delay
RU2622674C1 (en) Combined adaptive control system with filter-corrector for priori uncertain dynamic objects with periodic coefficients
RU2530278C1 (en) Combined robust control system for a priori indefinite objects of intermittent action with lagging
RU2620726C1 (en) Adaptive control system with filter-corrector for the aorrially uncertainty dynamic objects with periodic coefficients
RU2294004C1 (en) Adaptive tracking system for objects with lagging of status and control
RU2540848C2 (en) Adaptive robust control system for apriori undefined nonstationary dynamic objects
Artemenko et al. Definition of apparent power of three-phase power supply systems as a theoretical basis for development of energy-efficient shunt active filters

Legal Events

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

Effective date: 20160312