RU2812154C1

RU2812154C1 - Устройство компенсации запаздывания управляющих сигналов дистанционно пилотируемых объектов

Info

Publication number: RU2812154C1
Application number: RU2022131516A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Викторович Верещиков; Дмитрий Валерьевич Васильев
Filing date: 2022-12-01
Publication date: 2024-01-24

Abstract

Устройство компенсации запаздывания управляющих сигналов дистанционно пилотируемого объекта содержит модель объекта с запаздыванием (1), модель объекта без запаздывания (2), элемент сравнения сигналов обратных связей модели с запаздыванием и объекта (3), элемент суммирования сигналов рассогласования и обратной связи модели без запаздывания (4), в состав которого дополнительно вводят адаптивный корректор времени запаздывания (5). Для компенсации запаздывания управляющих сигналов рассчитывают время запаздывания в реальном масштабе времени на основе анализа управляющих сигналов и рассогласования обратных связей модели с запаздыванием и объекта на основе алгоритма адаптивной коррекции, заключающегося в оценке параметров управляющего сигнала и ошибки между сигналами обратной связи модели с запаздыванием и дистанционно управляемого объекта. Обеспечивается улучшение характеристик управления дистанционно пилотируемых объектов. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области управления объектами с транспортным запаздыванием управляющих сигналов и может быть использовано, в частности, для управления дистанционно пилотируемым самолетом.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ компенсации запаздывания управляющих сигналов объекта, основанный на предсказании его обратных реакций без учета запаздывания (например: Smith, O.J.M. Closer control of loops with dead time [Text] / O.J.M. Smith // Chemical Engineering Progress. - 1957. - no. 53. - P. 217-219; Smith, O.J.M. A controller to overcome dead time [Text] / O.J.M. Smith // ISA Journal. - 1959. - Vol. 6, no. 2. - P. 28-33; Студопедия: Предиктор Смита: [сайт]. URL: https://studopedia.ru/7_129001_prediktor-smita.html (дата обращения 29.09.2022)).

Недостатком способа является низкая эффективность и неудовлетворительные характеристики процесса управления ввиду изменения запаздывания в процессе управления.

Техническим результатом данного изобретения является улучшение характеристик управления дистанционно пилотируемым объектом за счет предсказания обратных реакций с учетом реального времени запаздывания.

Указанный технический результат достигается тем, что время запаздывания управляющих сигналов и обратных связей в модели рассчитывается в реальном масштабе времени на основе анализа управляющих сигналов и рассогласования обратных связей модели с запаздыванием и объекта.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно вводится алгоритм адаптивной коррекции модельного времени запаздывания. Это необходимо в виду того, что наличие рассогласования запаздываний модели и объекта в условии, когда запаздывание передачи управляющих сигналов не является константой, приводит к появлению ошибки управления, и это в свою очередь становится причиной ухудшения динамики движения объекта. Работа данного алгоритма заключается в оценке двух параметров: признака управляющего сигнала и ошибки между сигналами обратной связи модели с запаздыванием и дистанционно управляемого объекта.

Признак управляющего сигнала формируется в ходе анализа перемещения командного рычага управления объектом. Логика формирования признака заключается в дифференцировании параметра перемещения, положительное - на себя, отрицательное - от себя. Система запоминает направление перемещения рычага до тех пор, пока он не начнет перемещаться в противоположную сторону. Двухпараметрическая оценка необходима, так как знак ошибки будет меняться в зависимости от величины запаздывания и направления движения объекта. Поэтому невозможно корректировать запаздывания опираясь только на ошибку обратных связей.

Ошибка формируется путем сравнения обратных связей модели и дистанционно пилотируемого объекта.

После фильтрации (необходимая ввиду наличия колебаний в процессе управления, как прямых, так и обратных управляющих сигналов) полученных сигналов они перемножаются и интегрируются, полученный результат является приращением модельного времени запаздывания. В результате, ошибка после коррекции стремится к нулю, а управления по качеству переходного процесса близко к объекту без запаздывания.

Способ может быть реализован с помощью устройства, схема которого приведена на фигуре, где обозначено: 1 - модель объекта с запаздыванием; 2 - модель объекта без запаздывания; 3 - элемент сравнения сигналов обратных связей модели с запаздыванием и объекта; 4 - элемент суммирования сигналов рассогласования и обратной связи модели без запаздывания; 5 - адаптивный корректор времени запаздывания модели; вход модели с запаздыванием, адаптивного корректора и модели без запаздывания является первым входом устройства, подключенные параллельно; выход модели с запаздывания соединен последовательно с первым входом схемы сравнения; выход модели без запаздывания последовательно соединен с сумматором; второй вход элемента сравнения является вторым входом в устройство; выход сумматора является выходом устройства; выход элемента сравнения соединен с адаптивным корректором и сумматором; выход адаптивного корректора соединен со вторым входом модели с запаздыванием.

Claims

Устройство компенсации запаздывания управляющих сигналов дистанционно пилотируемого объекта, содержащее модель объекта с запаздыванием (1), модель объекта без запаздывания (2), элемент сравнения сигналов обратных связей модели с запаздыванием и объекта (3), элемент суммирования сигналов рассогласования и обратной связи модели без запаздывания (4), в состав которого дополнительно вводят адаптивный корректор времени запаздывания (5), на первый вход которого подают сигнал управления, а на второй его вход поступает сигнал ошибки управления с элемента сравнения (3), который также суммируется в элементе суммирования (4) с сигналами обратной связи модели управления без запаздывания (2), при этом управление объектом в ситуации, когда ошибка стремится к нулю, осуществляется по сигналам обратной связи модели без запаздывания (2), отличающееся тем, что оба сигнала на входе в адаптивный корректор (5) фильтруют, а также производят интегрирование произведения сигнала управления и ошибки, а также суммирование результата полученного выражения с единицей (приводится к размерности времени) для изменения значения начального времени запаздывания объекта.