RU2707159C1 - Adaptive control device - Google Patents
Adaptive control device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707159C1 RU2707159C1 RU2019103254A RU2019103254A RU2707159C1 RU 2707159 C1 RU2707159 C1 RU 2707159C1 RU 2019103254 A RU2019103254 A RU 2019103254A RU 2019103254 A RU2019103254 A RU 2019103254A RU 2707159 C1 RU2707159 C1 RU 2707159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- outputs
- signal
- inputs
- pairs
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области автоматического управления устройствами, использующими пропорционально-интегрально-дифференциальные законы (ПИД-законы) регулирования, и может найти применение в радиотехнических системах в условиях интенсивного информационного возмущения.The claimed invention relates to the field of automatic control of devices using proportional-integral-differential laws (PID-laws) of regulation, and can find application in radio systems in conditions of intense information perturbation.
Известна система адаптивного управления по ПИД-закону [1], принятая в качестве прототипа. Структурно-функциональная схема устройства-прототипа приведена на фиг. 1, где приняты следующие обозначения:A known adaptive control system according to the PID law [1], adopted as a prototype. The structural and functional diagram of the prototype device is shown in FIG. 1, where the following notation is accepted:
1 - коммутационная матрица входов (КМвх);1 - switching matrix of inputs (KMvh);
2 - коммутационная матрица выходов (КМвых);2 - switching matrix of outputs (KMvyh);
3 - решающее устройство (РУ);3 - decisive device (RU);
4 - пропорциональный блок (ПБ);4 - proportional block (PB);
51…5K - интегрирующие блоки (ИБ);5 1 ... 5 K - integrating blocks (IB);
61…6K - дифференцирующие блоки (ДБ);6 1 ... 6 K - differentiating blocks (DB);
81…8K - интегрирующе-дифференцирующие кластеры (ИДК);8 1 ... 8 K - integrating-differentiating clusters (IDC);
9 - сигнальная шина (СШ);9 - signal bus (SS);
10 - контроллер функциональной логики (КФЛ);10 - functional logic controller (CFL);
11 - интегрирующе-дифференцирующий блок (ИДБ);11 - integrating-differentiating unit (IDB);
Устройство-прототип содержит коммутационную матрицу входов (КМвх) 1, первый выход которой соединен с сигнальным входом пропорционального блока (ПБ) 4, выход которого соединен с первым сигнальным входом коммутационной матрицы выходов (КМвых) 2, первый выход которой соединен с первым сигнальным входом решающего устройства (РУ) 3. Входами устройства-прототипа являются сигнальные входы КМвх 1.The prototype device contains a switching matrix of inputs (KMvkh) 1, the first output of which is connected to the signal input of the proportional block (BOP) 4, the output of which is connected to the first signal input of the switching matrix of outputs (KMvy) 2, the first output of which is connected to the first signal input of the decisive devices (RU) 3. The inputs of the prototype device are the signal inputs KMvh 1.
Интегрирующе-дифференцирующий блок (ИДБ) 11 устройства-прототипа содержит К интегрирующе-дифференцирующих кластеров (ИДК) 81…8K, каждый из которых содержит один из K интегрирующих блоков (ИБ) 51…5K с собственным нормирующим коэффициентом (И1…ИK) и один из K дифференцирующих блоков (ДБ) 61…6K с собственным нормирующим коэффициентом (Д1…ДK) соответственно.The integrating-differentiating unit (IDB) 11 of the prototype device contains K integrating-differentiating clusters (IDC) 8 1 ... 8 K , each of which contains one of K integrating blocks (IS) 5 1 ... 5 K with its own normalizing coefficient (AND 1 ... And K ) and one of K differentiating blocks (DB) 6 1 ... 6 K with its own normalizing coefficient (D 1 ... D K ), respectively.
Причем в ИДБ 11 имеется K пар сигнальных входов (т. е. 2K сигнальных входов), которые в то же время, являются парами сигнальных входов соответствующих ИДК 81…8K, где первый сигнальный вход ИДК 8 является сигнальным входом соответствующего ИБ 5, а второй сигнальный вход ИДК 8 является сигнальным входом соответствующего ДБ 6. Кроме того, в ИДБ 11 имеется K пар выходов (т.е. 2K выходов), которые в то же время являются парами выходов соответствующих ИДК 81…8K, где первый выход ИДК 8 является выходом соответствующего ИБ 5, а второй выход ИДК 8 является выходом соответствующего ДБ 6.Moreover, IDB 11 has K pairs of signal inputs (i.e. 2K signal inputs), which at the same time are pairs of signal inputs of the corresponding IDK 8 1 ... 8 K , where the first signal input of IDK 8 is the signal input of the
При этом K пар сигнальных входов ИДБ 11 соединены соответственно с K парами выходов КМвх 1, а K пар выходов ИДБ 11 соединены с соответствующими K парами сигнальных входов КМвых 2, K пар выходов которой соединены с соответствующими K парами сигнальных входов РУ 3, выход которого является выходом устройства-прототипа.Moreover, K pairs of signal inputs IDB 11 are connected respectively to K pairs of outputs KMvkh 1, and K pairs of outputs IDB 11 are connected to the corresponding K pairs of signal inputs KMvy 2, K pairs of outputs which are connected to the corresponding K pairs of
Также устройство-прототип содержит контроллер функциональной логики (КФЛ) 10, первый выход которого соединен с управляющим входом КМвх 1, второй выход - с управляющим входом ПБ 4, третий выход - с управляющими входами каждого из K интегрирующих 51…5K и K дифференцирующих 61…6K блоков; четвертый выход - с управляющим входом КМвых 2, а остальные выходы КФЛ 10 соединены с соответствующими управляющими входами РУ 3, информационные выходы которого соединены с соответствующими информационными входами КФЛ 10.Also, the prototype device contains a functional logic controller (CFL) 10, the first output of which is connected to the control input KMvh 1, the second output to the
Кроме того, группа выходов КМвых 2 посредством сигнальной шины (СШ) 9 соединена с группой сигнальных входов КМвх 1.In addition, the group of outputs KMvy 2 through the signal bus (SS) 9 is connected to the group of signal inputs KMvkh 1.
Устройство-прототип работает следующим образом.The prototype device operates as follows.
При включении КФЛ 10 инициализирует значения коэффициентов И1…ИK и Д1…ДK блоков 5 и 6, производит установку параметров ПБ 4 и инициализацию структуры соединений КМвх 1 и КМвых 2 путем подачи на управляющие входы этих блоков соответствующих управляющих сигналов.When turned on,
Далее КФЛ 10 считывает начальные значения всех сигналов из информационных выходов РУ 3. Полученные данные сохраняют в КФЛ 10 для проведения последующих вычислений.Next,
Входной регулируемый сигнал поступает на первый сигнальный вход КМвх 1. На второй сигнальный вход КМвх 1 подается сигнал обратной связи, на третий сигнальный вход КМвх 1 поступает сигнал внешнего возмущения.An input adjustable signal is supplied to the first signal input KMvkh 1. At the second signal input KMvkh 1 a feedback signal is supplied, to the third signal input KMvkh 1 there is an external disturbance signal.
Блоки КМвх 1 и КМвых 2 организуют соединения ИДК 81…8K в единую структуру, которая обеспечивает подачу входного сигнала на сигнальные входы ПБ 4 и ИДБ 11.Blocks KMvkh 1 and Kmvykh 2 organize the connection of IDK 8 1 ... 8 K into a single structure, which provides an input signal to the signal inputs of
В ПБ 4 осуществляется пропорциональное преобразование входного сигнала в соответствии с установленными ранее параметрами; затем преобразованный сигнал с выхода ПБ 4 через КМвых 2 подается на первый сигнальный вход РУ 3.In
В блоке 11 осуществляется интегрально-дифференциальное преобразование входного сигнала, заключающееся в устранении статических ошибок и упреждении по возмущению. Преобразованный сигнал с выходов ИДБ 11 через КМвых 2 подается на остальные сигнальные входы РУ 3.In
СШ 9, образующая интерфейс между КМвых 2 и КМвх 1, позволяет организовывать последовательные соединения ИДК 81…8K (обеспечивает подключение выходов ИДК 81…8K к входам ИДК 81…8K при необходимости реализации последовательной структуры).NL 9 forming the interface between KMvyh KMvh 1 and 2, allows to organize serial connections DCO 8 1 ... 8 K (DCO provides the output connection 8 1 ... 8 K to the DCO inputs 8 1 ... 8 K consistent with the need to implement structures).
При этом количество задействованных сигнальных входов и выходов блоков 1, 2, 3 и 11 определяется задачей управления и степенью неопределенности параметров управляемого объекта.The number of signal inputs and outputs of
Каждый ИБ 51…5K и ДБ 61…6K имеет собственный нормирующий коэффициент, вычисляемый в КФЛ 10 на основе предшествующих значений сигнала. Упреждающее управление реализуется в ДБ 61…6K с нормирующими коэффициентами Д1…ДK. Компенсация статических ошибок реализуется в ИБ 51…5K с нормирующими коэффициентами И1…ИK. Далее с выхода РУ 3 информация о сигналах подается на информационные входы КФЛ 10.Each
В КФЛ 10 производится расчет значений управляющих сигналов по всем контурам регулирования, и определяются значения результирующих коэффициентов. При этом КФЛ 10, реализующий управляющую логику, использует условные правила, заложенные в программном обеспечении, для преобразования массива входных сигналов в управляющие. In
Управляющие сигналы с выходов КФЛ 10 подаются на КМвх 1, КМвых 2, РУ 3, ПБ 4 и ИДБ 11, причем могут переконфигурироваться значения коэффициентов ПБ 4, И1…ИK и Д1…ДK блока 11.The control signals from the outputs of
Получив управляющие сигналы, КМвх 1 и КМвых 2 могут переконфигурировать структуру соединений.Having received control signals, KMvkh 1 and Kvyvy 2 can reconfigure structure of connections.
Получив управляющие сигналы, РУ 3 формирует выходной сигнал.Having received control signals,
Поскольку система состоит из множества связанных между собой с помощью КМвх 1 и КМвых 2 блоков ИДК 81…8K, количество и структура взаимосвязей может варьироваться в зависимости от поставленной задачи.Since the system consists of a number of IDK 8 1 ... 8 K blocks connected with each other using КМвх 1 and КМвых 2, the number and structure of relationships can vary depending on the task.
Недостатком устройства-прототипа является ограничение функциональности в реализации адаптивного регулирования, заключающееся в использовании только ПИД-законов формирования управляющего воздействия. В случаях внезапных и/или сильных изменений внешних воздействий для восстановления устойчивого регулирования с использованием только ПИД-законов может потребоваться значительно большее время. Кроме того, существует вероятность возникновения неблагоприятного сочетания внешних условий, которое может привести к формированию ПИД-регуляторами рассогласованных управляющих воздействий.The disadvantage of the prototype device is the limited functionality in the implementation of adaptive regulation, which consists in using only the PID laws of the formation of the control action. In cases of sudden and / or strong changes in external influences, a much longer time may be required to restore stable regulation using only PID laws. In addition, there is the likelihood of an unfavorable combination of external conditions that can lead to the formation by PID controllers of mismatched control actions.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей устройства адаптивного управления.The problem to which the invention is directed, is to expand the functionality of the adaptive control device.
Достигаемый технический результат - способность устройства адаптивного управления принимать альтернативные решения, не основанные на ПИД-законах, а заранее сформированные на основе экспертных знаний [2].The technical result achieved is the ability of the adaptive control device to make alternative decisions, not based on PID laws, but pre-formed on the basis of expert knowledge [2].
Для хранения экспертных данных предлагается использовать таблицы соответствия (таблицы поиска, look up table, LUT) [3] и [4], которые на практике являются специализированными запоминающими устройствами и в настоящее время применяются в области вычислительной техники.To store expert data, it is proposed to use correspondence tables (lookup tables, look up table, LUT) [3] and [4], which in practice are specialized storage devices and are currently used in the field of computer technology.
Для решения поставленной задачи в устройство адаптивного управления по ПИД-закону, содержащее коммутационные матрицы входов (КМвх) и выходов (КМвых), решающее устройство, пропорциональный блок, контроллер функциональной логики (КФЛ), интегрирующе-дифференцирующий блок (ИДБ), включающий K интегрирующе-дифференцирующих кластеров (ИДК), каждый из которых содержит по интегрирующему и дифференцирующему блоку с собственными нормирующими коэффициентами, согласно изобретению, введена в каждый ИДК таблица соответствия. Выход решающего устройства является выходом устройства адаптивного управления. Для каждого ИДК первый сигнальный вход является сигнальным входом соответствующего интегрирующего блока, второй сигнальный вход - сигнальным входом соответствующего дифференцирующего блока, а третий сигнальный вход - сигнальным входом соответствующей таблицы соответствия. Группы из трех сигнальных входов всех ИДК являются 3K сигнальными входами ИДБ, которые соединены с соответствующими 3K выходами КМвх. Для каждого ИДК первый выход является выходом соответствующего интегрирующего блока, второй выход - выходом соответствующего дифференцирующего блока, а третий выход - выходом соответствующей таблицы соответствия. Группы из трех выходов всех ИДК являются 3K выходами ИДБ, которые соединены с соответствующими 3K сигнальными входами КМвых. Сигнальный вход пропорционального блока соединен с первым выходом КМвх, а выход - с первым сигнальным входом КМвых. Группа выходов КМвых посредством сигнальной шины соединена с группой сигнальных входов КМвх, остальные сигнальные входы которой являются входами устройства. Первый выход КМвых соединен с первым сигнальным входом решающего устройства, 3K сигнальных входов которого соединены с соответствующими 3K выходами КМвых. Первый выход КФЛ соединен с управляющим входом КМвх, второй выход - с управляющим входом пропорционального блока, третий выход - с управляющими входами каждого из K интегрирующих, K дифференцирующих блоков и каждой из K таблиц соответствия, четвертый выход - с управляющим входом КМвых. Остальные выходы КФЛ соединены с соответствующими управляющими входами решающего устройства, информационные выходы которого соединены с соответствующими информационными входами КФЛ.To solve this problem, an adaptive control device according to the PID law, containing switching matrices of inputs (KMvkh) and outputs (Kmvy), a solving device, a proportional block, a functional logic controller (CFL), an integrating-differentiating block (IDB), including K integrating -differentiated clusters (IDCs), each of which contains an integration and differentiating unit with its own normalizing coefficients, according to the invention, a correspondence table is introduced in each IDC. The output of the decider is the output of the adaptive control device. For each IDK, the first signal input is the signal input of the corresponding integrating unit, the second signal input is the signal input of the corresponding differentiating block, and the third signal input is the signal input of the corresponding correspondence table. Groups of three signal inputs of all IDKs are 3K signal inputs of IDB, which are connected to the corresponding 3K outputs of КМвх. For each IDK, the first output is the output of the corresponding integrating unit, the second output is the output of the corresponding differentiating block, and the third output is the output of the corresponding correspondence table. Groups of three outputs of all IDK are 3K IDB outputs, which are connected to the corresponding 3K signal inputs KMvy. The signal input of the proportional block is connected to the first output of the CMV input, and the output is connected to the first signal input of the CM output. The group of outputs KMvy through the signal bus is connected to the group of signal inputs KMvkh, the remaining signal inputs of which are inputs of the device. The first KMvy output is connected to the first signal input of the resolver, 3K signal inputs of which are connected to the corresponding 3K KMvy outputs. The first output of the CFL is connected to the control input of KMvh, the second output is with the control input of the proportional block, the third output is with the control inputs of each of K integrating, K differentiating blocks and each of K correspondence tables, the fourth output is with the control input of Kmvy. The remaining outputs of the CFL are connected to the corresponding control inputs of the deciding device, the information outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the CFL.
Структурно-функциональная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 2, где приняты следующие обозначения:The structural and functional diagram of the proposed device is presented in FIG. 2, where the following notation is accepted:
1 - коммутационная матрица входов (КМвх);1 - switching matrix of inputs (KMvh);
2 - коммутационная матрица выходов (КМвых);2 - switching matrix of outputs (KMvyh);
3 - решающее устройство (РУ);3 - decisive device (RU);
4 - пропорциональный блок (ПБ);4 - proportional block (PB);
51…5K - интегрирующие блоки (ИБ);5 1 ... 5 K - integrating blocks (IB);
61…6K - дифференцирующие блоки (ДБ);6 1 ... 6 K - differentiating blocks (DB);
71…7K - таблицы соответствия (ТС);7 1 ... 7 K - correspondence tables (TS);
81…8K - интегрирующе-дифференцирующие кластеры (ИДК);8 1 ... 8 K - integrating-differentiating clusters (IDC);
9 - сигнальная шина (СШ);9 - signal bus (SS);
10 - контроллер функциональной логики (КФЛ);10 - functional logic controller (CFL);
11 - интегрирующе-дифференцирующий блок (ИДБ);11 - integrating-differentiating unit (IDB);
Заявляемое устройство содержит коммутационную матрицу входов (КМвх) 1, первый выход которой соединен с сигнальным входом пропорционального блока (ПБ) 4, выход которого соединен с первым сигнальным входом коммутационной матрицы выходов (КМвых) 2, первый выход которой соединен с первым сигнальным входом решающего устройства (РУ) 3. Входами устройства являются сигнальные входы КМвх 1. Группа выходов КМвых 2 посредством сигнальной шины (СШ) 9 соединена с группой сигнальных входов КМвх 1.The inventive device contains a switching matrix of inputs (KMvh) 1, the first output of which is connected to the signal input of the proportional block (BOP) 4, the output of which is connected to the first signal input of the switching matrix of outputs (KMvy) 2, the first output of which is connected to the first signal input of the solving device (RU) 3. The inputs of the device are the signal inputs KMvkh 1. The group of
Интегрирующе-дифференцирующий блок (ИДБ) 11 заявляемого устройства содержит К интегрирующе-дифференцирующих кластеров (ИДК) 81…8K, каждый из которых содержит один из K интегрирующих блоков (ИБ) 51…5K с собственным нормирующим коэффициентом И1…ИK соответственно, один из K дифференцирующих блоков (ДБ) 61…6K с собственным нормирующим коэффициентом Д1…ДK соответственно и одна из K таблиц соответствия (ТС) 71…7K.The integrating-differentiating unit (IDB) 11 of the claimed device contains K integrating-differentiating clusters (IDC) 8 1 ... 8 K , each of which contains one of K integrating blocks (IS) 5 1 ... 5 K with its own normalizing coefficient And 1 ... And K, respectively, one of K differentiating blocks (DB) 6 1 ... 6 K with its own normalizing coefficient D 1 ... D K, respectively, and one of K correspondence tables (TS) 7 1 ... 7 K.
В ИДБ 11 имеется K групп из трех сигнальных входов (т. е. 3K сигнальных входов), которые в то же время, являются группами из трех сигнальных входов соответствующих ИДК 81…8K, где первый сигнальный вход ИДК 8 является сигнальным входом соответствующего ИБ 5, второй сигнальный вход ИДК 8 является сигнальным входом соответствующего ДБ 6, а третий сигнальный вход ИДК 8 является сигнальным входом соответствующей ТС 7. Кроме того, в ИДБ 11 имеется K групп из трех выходов (т.е. 3K выходов), которые в то же время являются группами из трех выходов соответствующих ИДК 81…8K, где первый выход ИДК 8 является выходом соответствующего ИБ 5, второй выход ИДК 8 является выходом соответствующего ДБ 6, а третий выход ИДК 8 является выходом соответствующей ТС 7. При этом K групп из трех сигнальных входов ИДБ 11 соединены соответственно с K группами из трех выходов КМвх 1, а K групп из трех выходов ИДБ 11 соединены с соответствующими K группами из трех сигнальных входов КМвых 2, K групп из трех выходов которой соединены с соответствующими K группами из трех сигнальных входов РУ 3, выход которого является выходом устройства.
Также предлагаемое устройство содержит контроллер функциональной логики (КФЛ) 10, первый выход которого соединен с управляющим входом КМвх 1, второй выход - с управляющим входом ПБ 4, третий выход - с управляющими входами каждого из K интегрирующих 51…5K, K дифференцирующих 61…6K блоков и K таблиц соответствия 71…7K; четвертый выход – с управляющим входом КМвых 2, а остальные выходы КФЛ 10 соединены с соответствующими управляющими входами РУ 3, информационные выходы которого соединены с соответствующими информационными входами КФЛ 10.The proposed device also contains a functional logic controller (CFL) 10, the first output of which is connected to the control input KMvkh 1, the second output - to the
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
При включении КФЛ 10 инициализирует значения коэффициентов интегрирующих блоков 51…5K, дифференцирующих блоков 61…6K (И1…ИK, Д1…ДK соответственно) и ТС 71…7K, производит установку параметров ПБ 4, КМвх 1 и КМвых 2 путем подачи на управляющие входы перечисленных блоков соответствующих управляющих сигналов. КФЛ 10 считывает начальные значения сигналов из информационных выводов РУ 3.When you turn on
На первый, второй и третий сигнальные входы КМвх 1 поступают соответственно входной регулируемый сигнал, сигнал обратной связи и сигнал внешнего возмущения. Далее эти сигналы подаются на сигнальные входы ПБ 4 и ИДБ 11.The first, second and third signal inputs of KMvh 1 receive respectively an adjustable input signal, a feedback signal and an external disturbance signal. Further, these signals are fed to the signal inputs of the
ПБ 4 реализует пропорциональное преобразование входного сигнала. С выхода ПБ 4 преобразованный сигнал через КМвых 2 поступает на первый сигнальный вход РУ 3.
В каждом ИДК 8 блока 11 ИБ 5 осуществляет интегральное преобразование входного сигнала с соответствующим нормирующим коэффициентом ИДБ 6 реализует дифференциальное преобразование входного сигнала с соответствующим нормирующим коэффициентом Д, ТС 7 выдает сигнал с требуемыми данными. Сигналы с выходов ИДБ 11 через КМвых 2 поступают на остальные сигнальные входы РУ 3.In each IDK 8 of
С выхода РУ 3 информация о сигналах поступает на информационные входы КФЛ 10. С использованием полученных данных в КФЛ 10 реализуется алгоритм адаптивного управления, результатом которого является формирование в КФЛ 10 управляющих сигналов на всех его выходах.From the output of
За счет управляющего сигнала, ПБ 4 может изменить свои параметры, ИБ 51…5K и ДБ 61…6K могут обновить значения коэффициентов И1…ИK и Д1…ДK соответственно, КМвх 1 и КМвых 2 могут переконфигурировать структуру соединений. Причем СШ 9 позволяет организовать последовательное соединение ИДК 81…8K (подключение выходов ИДК 81…8K к сигнальным входам ИДК 81…8K). Количество и структура взаимосвязей ИДК 81…8K могут варьироваться в пределах существующей задачи.Due to the control signal,
Получив управляющие сигналы, РУ 3 формирует сигнал, который поступает на выход устройства.Having received control signals,
ТС 7 блока ИДК 8 используется в следующих случаях:TS 7 block IDK 8 is used in the following cases:
- ПИД-регулирование не дает положительного результата либо контрпродуктивно, когда значения анализируемых параметров находятся за допустимыми пределами;- PID control does not give a positive result or is counterproductive when the values of the analyzed parameters are outside acceptable limits;
- ПИД-регулирование имеет низкую эффективность, что приводит к увеличению времени адаптации и, как следствие, вероятности нарушения установившегося режима работы устройства.- PID control has a low efficiency, which leads to an increase in the adaptation time and, as a result, the probability of violation of the steady state of the device.
В этих случаях КФЛ 10 формирует управляющие сигналы, поступающие на управляющие входы ТС 71…7K тех блоков ИДК 81…8K, в которых необходимо реализовать табличное преобразование входного регулируемого сигнала. На сигнальный вход каждой из этих ТС 7 подается сигнал с кодом расположения требуемых данных из ТС 7. Далее ТС 7 выдает эти данные, которые поступают в КМвых 2.In these cases,
Алгоритм функционирования КФЛ 10 поясняется с помощью фиг. 3.The functioning algorithm of
В блоке I происходит инициализация коэффициентов интегрирующих блоков 51…5K, дифференцирующих блоков 61…6K (И1…ИK, Д1…ДK соответственно) и ТС 71…7K, производится установка параметров ПБ 4, КМвх 1 и КМвых 2 путем подачи на управляющие входы перечисленных блоков соответствующих управляющих сигналов.In block I, the coefficients of integrating
В блоке II происходит считывание значений входных сигналов из информационных выводов РУ 3.In block II, the values of the input signals are read from the information terminals of
В блоке III происходит сравнение полученных значений входных сигналов с требуемыми значениями.In block III, the obtained values of the input signals are compared with the required values.
В блоке IV выносится решение о необходимости коррекции управляющего воздействия. Если коррекция не требуется, алгоритм функционирования КФЛ 10 на этом заканчивается, иначе производится переход к блоку 5.In block IV, a decision is made on the need for correction of the control action. If correction is not required, the
В блоке V определяется способ формирования управляющего воздействия: на основе ПИД-законов или с использованием данных из ТС 71…7K.In block V, a method for generating a control action is determined: based on PID laws or using data from TS 7 1 ... 7 K.
Если в формировании управляющего воздействия требуются ТС 71…7K, то производится переход к блоку VI. В этом блоке осуществляется коррекция данных для ТС 71…7K.If TC 7 1 ... 7 K is required in the formation of the control action, then transition to block VI is performed. In this block, data is corrected for the vehicle 7 1 ... 7 K.
В блоке VII производится запись обновленных в предыдущем блоке значений в ТС 71…7K.In block VII, the values updated in the previous block are recorded in TS 7 1 ... 7 K.
В блоке VIII происходит включение ТС 71…7K и установление взаимосвязей между ними и остальными элементами ИДБ 11 с помощью переконфигурирования КМвх 1 и КМвых 2.In block VIII, the TS 7 1 ... 7 K is turned on and the relationships between them and the other elements of the
Если в формировании управляющего воздействия достаточно использования ПИД-законов регулирования, то выполняется переход с блока V к блоку IX. В блоке IX корректируются нормирующие коэффициенты интегрирующих блоков И1…ИK и дифференцирующих блоков Д1…ДK.If the use of PID control laws is sufficient in the formation of the control action, then the transition from block V to block IX is performed. In block IX, the normalizing coefficients of the integrating blocks And 1 ... And K and the differentiating blocks D 1 ... D K are adjusted.
В блоке X обновленные нормирующие коэффициенты И1…ИK и Д1…ДK записываются в соответствующие ИБ 51…5K и ДБ 61…6K.In block X updated normalizing coefficients And 1 ... And K and D 1 ... D K are written in the corresponding
В блоке XI происходит отключение ранее использовавшихся ТС 71…7K и обновление конфигурации соединений между элементами ИДБ 11 с помощью КМвх 1 и КМвых 2.In block XI, the previously used TS 7 1 ... 7 K is turned off and the configuration of the connections between the
Действия в блоке I выполняются, как правило, при включении устройства адаптивного управления. Действия в блоках II - XI представляют собой цикл операций КФЛ 10, который периодически выполняется во время работы устройства.The actions in block I are performed, as a rule, when the adaptive control device is turned on. The actions in blocks II - XI are a cycle of
Таким образом, таблицы соответствия в устройстве адаптивного управления реализуют дополнительные функциональные возможности, которые становятся востребованными в случае угрозы существенного снижения эффективности ПИД-регулирования вследствие внезапных и/или сильных изменений внешних воздействий. В результате расширяется область применения предлагаемого устройства.Thus, the correspondence tables in the adaptive control device realize additional functionalities that become popular in the event of a threat of a significant decrease in the effectiveness of PID control due to sudden and / or strong changes in external influences. As a result, the scope of the proposed device is expanded.
РеализацияImplementation
Предлагаемое устройство можно реализовать на следующих элементах:The proposed device can be implemented on the following elements:
- коммутационные матрицы, таблицы соответствия можно сконфигурировать на основе ПЛИС (программируемых логических интегральных схем), например, фирмы «ALTERA» [5];- switching matrices, correspondence tables can be configured on the basis of FPGAs (programmable logic integrated circuits), for example, the company "ALTERA" [5];
- решающее устройство, пропорциональные, интегрирующие и дифференцирующие блоки можно реализовать на специализированных аналоговых и/или цифровых устройствах, предназначенных для управления требуемыми физическими параметрами системы (например, для управления частотой необходимы многофункциональные датчики, включая АЦП и/или ЦАП) [6, 7, 8, 9];- a solver, proportional, integrating and differentiating units can be implemented on specialized analog and / or digital devices designed to control the required physical parameters of the system (for example, multifunction sensors, including ADCs and / or DACs, are needed to control the frequency) [6, 7, 8, 9];
- контроллер функциональной логики можно реализовать на основе микроконтроллера или микропроцессора, например, отечественной интегральной микросхемы микропроцессора 1892ВМ10Я [10].- the functional logic controller can be implemented on the basis of a microcontroller or microprocessor, for example, a domestic integrated circuit microprocessor 1892ВМ10Я [10].
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ на изобретение №2510956 «Способ адаптивного управления по ПИД-закону и система для его реализации». / Асосков А. Н., Малышева И. Н., Плахотнюк Ю. А., Орлянский В. Н., 2014.1. RF patent for the invention No. 2510956 "Adaptive control method according to PID law and a system for its implementation." / Asoskov A.N., Malysheva I.N., Plahotniuc Yu.A., Orlyansky V.N., 2014.
2. Макаренко С. И. Интеллектуальные информационные системы: учебное пособие. - Ставрополь: СФ МГГУ им. М. А. Шолохова, 2009. - 206 с.2. Makarenko S. I. Intelligent information systems: a training manual. - Stavropol: Siberian State University of Moscow State University named after M.A. Sholokhov, 2009 .-- 206 p.
3. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2010. - 816 с.3. Ugryumov E. P. Digital circuitry: textbook. manual for universities. - 3rd ed., Revised. and add. - SPb .: BHV-Petersburg, 2010 .-- 816 p.
4. Патент РФ на изобретение №2559772 «Устройство для основного деления модулярных чисел в формате системы остаточных классов». / Червяков Н. И., Бабенко М. Г., Ляхов П. А, Лавриненко И. Н., Лавриненко А. В., 2015.4. RF patent for invention No. 2559772 "Device for the main division of modular numbers in the format of a system of residual classes." / Chervyakov N.I., Babenko M.G., Lyakhov P.A., Lavrinenko I.N., Lavrinenko A.V., 2015.
5. http://www.altera.ru - радиоэлектронные компоненты компании «ALTERA».5. http://www.altera.ru - electronic components of the ALTERA company.
6. http://www.analog.com/ru/products.html - радиоэлектронные компоненты компании «Analog Devices».6. http://www.analog.com/en/products.html - radio-electronic components of the company "Analog Devices".
7. http://www.maximintegrated.com/en.html - радиоэлектронные компоненты компании «Maxim Integrated».7. http://www.maximintegrated.com/en.html - radio-electronic components of the company "Maxim Integrated".
8. http://www.ti.com/ru-ru/homepage.html - радиоэлектронные компоненты компании «Texas Instruments».8. http://www.ti.com/ru-ru/homepage.html - electronic components of the company Texas Instruments.
9. http://www.murata.com - радиоэлектронные компоненты компании «Murata Manufacturing Company, Ltd.».9. http://www.murata.com - electronic components of the company Murata Manufacturing Company, Ltd.
10. http://www.multicore.ru - отечественные микросхемы компании АО НПЦ «Элвис» (г. Зеленоград).10. http://www.multicore.ru - domestic microcircuits of the company SPC Elvis JSC (Zelenograd).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103254A RU2707159C1 (en) | 2019-02-06 | 2019-02-06 | Adaptive control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103254A RU2707159C1 (en) | 2019-02-06 | 2019-02-06 | Adaptive control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2707159C1 true RU2707159C1 (en) | 2019-11-22 |
Family
ID=68653137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019103254A RU2707159C1 (en) | 2019-02-06 | 2019-02-06 | Adaptive control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2707159C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2267147C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-12-27 | Гольцов Анатолий Сергеевич | Automatic control adaptive non-linear system |
WO2007001252A1 (en) * | 2005-06-13 | 2007-01-04 | Carnegie Mellon University | Apparatuses, systems, and methods utilizing adaptive control |
RU2419122C2 (en) * | 2009-08-06 | 2011-05-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Self-tuning pid controller |
RU2579987C2 (en) * | 2014-05-27 | 2016-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Adaptive smart logic controller, who works in clearly specified information |
WO2017044481A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Woodward, Inc. | Adaptive multiple input multiple output pid control system for industrial turbines |
-
2019
- 2019-02-06 RU RU2019103254A patent/RU2707159C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2267147C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-12-27 | Гольцов Анатолий Сергеевич | Automatic control adaptive non-linear system |
WO2007001252A1 (en) * | 2005-06-13 | 2007-01-04 | Carnegie Mellon University | Apparatuses, systems, and methods utilizing adaptive control |
RU2419122C2 (en) * | 2009-08-06 | 2011-05-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Self-tuning pid controller |
RU2579987C2 (en) * | 2014-05-27 | 2016-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Adaptive smart logic controller, who works in clearly specified information |
WO2017044481A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Woodward, Inc. | Adaptive multiple input multiple output pid control system for industrial turbines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | High-performance consensus control in networked systems with limited bandwidth communication and time-varying directed topologies | |
Ding et al. | Synchronization of coupled neural networks via an event-dependent intermittent pinning control | |
Al-Tamimi et al. | Adaptive Critic Designs for Discrete-Time Zero-Sum Games With Application to $ H_ {\infty} $ Control | |
Li et al. | Robust quantization for digital finite communication bandwidth (DFCB) control | |
Zhang et al. | Adaptive synchronization between two different chaotic neural networks with time delay | |
CN106357236B (en) | Variable frequency relaxation oscillator | |
Kishida | Event-triggered control with self-triggered sampling for discrete-time uncertain systems | |
Chang | An adaptive H/sup/spl infin//tracking control for a class of nonlinear multiple-input multiple-output (MIMO) systems | |
Smith et al. | Practical design and analysis of a simple'neural'optimization circuit | |
CN103368576A (en) | Method for digitally controlling full deflection output current of digital analog converter | |
CN101388667A (en) | Self-calibrating digital-to-analog converter and method thereof | |
Bošković et al. | On the rational representation of fractional order lead compensator using Padé approximation | |
RU2707159C1 (en) | Adaptive control device | |
KR20010113878A (en) | Digital gmsk filter | |
Collado et al. | On Kalman-Yakubovich-Popov lemma for stabilizable systems | |
Muhammadhaji et al. | General decay synchronization for recurrent neural networks with mixed time delays | |
KR101877672B1 (en) | Analog to digital converter | |
US9887702B1 (en) | High-speed dynamic element matching | |
Voith | ULM Implicants for Minimization of Univers Logic Module Circuits | |
CN110268359A (en) | The sub- adjuster of number | |
Voliansky et al. | Arduino-based implementation of the dual-channel chaotic generator | |
US5229712A (en) | Circuit and method for producing a flexible reference voltage | |
AU2018260980B2 (en) | A power converting arrangement and a method for converting power | |
Groß et al. | Design of distributed controllers and communication topologies considering link failures | |
Hojo et al. | Design of quasi-optimal fuzzy controller by fuzzy dynamic programming |