SU1023353A2 - Device for simulattion of optimal control system - Google Patents

Device for simulattion of optimal control system Download PDF

Info

Publication number
SU1023353A2
SU1023353A2 SU813282071A SU3282071A SU1023353A2 SU 1023353 A2 SU1023353 A2 SU 1023353A2 SU 813282071 A SU813282071 A SU 813282071A SU 3282071 A SU3282071 A SU 3282071A SU 1023353 A2 SU1023353 A2 SU 1023353A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
comparator
inputs
setting
Prior art date
Application number
SU813282071A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Георгиевич Воронов
Георгий Васильевич Евстратов
Владимир Евгеньевич Прокофьев
Лидия Ивановна Торчун
Original Assignee
Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
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 Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина filed Critical Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority to SU813282071A priority Critical patent/SU1023353A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1023353A2 publication Critical patent/SU1023353A2/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО |ЩЯ МОдаЯИРОВА-г : ВИЯ ОВТШ1АЛЬНОЙ СИСТЕМЫ yfOfKBJmma по авт .св. 926378, о т л и ч а ющ е ее   тем, что, с целью повышени  точности моделировани ,в него дополнительно введены дифференциатор , блок задани  предельной скорости изменени  регулируемой величины и дополнительный KOfoiapaTOp, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам Слока заДани  предельной скорости измеие : ВИЯ регулируембй величины, и диф- : ференциатор, вход которого соединен . с соответствушшм выходом С -сёткй выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ. (О е 00 оо О1 соDEVICE | NODA MDAYAIROVA-g: VIA OVTSh1ALNOGO SYSTEM yfOfKBJmma on the author st. 926378, which is due to the fact that, in order to improve the accuracy of modeling, a differentiator, a block for setting the limit rate of change of the controlled variable and an additional KOfoiapaTOp, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the Task Block, are additionally introduced into it. velocities change: VIA is adjustable in magnitude, and differential: an input that is connected. With the corresponding output, the C-circuit of the additional comparator output is connected to one of the inputs of the OR element. (O e 00 oo O1 co

Description

Изобретение - относитс  к гибридной вычислительной технике и предназначено дл  автоматическдго решени  задач оптимального по быстродействию управлени  системами с рас пределенными параметрами при наличи множества ограничений на ее входные и выходные координаты. По основному авт. св. 928378 известно устройство дл  моделиро- вани  оптимальной системы управлени , содержащее блок задани  эталонного напр жени , управл емый ста билизатор тока, выход которого соединен с информационным входом RC -се ки и с одним входом блока ограничи телей, а также содержащее триггер, коммутатор, компаратор, элемент ИЛИ генератор импульсов, блоки задани  величины перерегулировани , блок задержки, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с первым вхо дом блока задержки, с управл ющим входом RC -сетки и подключен к первому выходу генератора импульсов. Второй выход которого соединен со вторым и третьим входами блока , держки, первый и второй выходы триггера соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора , третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам блока задани  эталонного на пр жени  и блока задани  величины перерегулировани , выход коммутато ,ра соединен с первым входом компаратора , выход которого подключен ко входу управл емого стабилизатора то ка , выход которого соединен со втОрым входом компаратора, группа выхо дов RC -сетки подключена к другим вх дам блока ограничителей, выходы которого через элемент ИЛИ соединены с третьим входом компаратора, первый выход из группы выходов RC -сетк соединен с четвертым входом блока задержки, п тый вход которого подключен к выходу блока задани  величины перерегулировани , шестой вход блока задержки соединен с первым вы ходом генератора импульсов, кроме того, блок задержки содержит усилитель , первый и второй ксийпараторы, триггер, элемент И, счетчик, генератор линейно измен ющегос  напр же ни  , цифроаналоговый преобразовател причем выход усилител  соединен с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого под ключен к первому в-ходу элемента И, выход которого соединен с первым вх дом счетчика, выход которого черезцифроаналоговый преобразователь под ключен к первому входу второго компаратора , второй вход которого соединен с выходом генератора линейно измен ющегос  напр жени , вход генератора линейно измен ющегос  напр жени , вторые входы счетчика, триггера, первого компаратора и вход усилител   вл ютс  соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и п тым входами блока задержки, выход второго компаратора  вл етс  выходом блока задержки, второй вход элемента И  вл етс  шестым входом блока задержки l . Недостатком изобретени   вл етс  низка  точность решени  задачи оптимального управлени  объектом с распределенньали параметрами при ограничении на скорость изменени  регули- . руемой величины в заданных точках объекта. Цель изобретени  - повышение точ ности моделировани  и расширение класса решаемых задач. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  моделировани  оптимальной системы управлени  дополнительно введены дифференциатор , блок задани  предельной скорости изменени  регулируемой величины и дополнительный компаратор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам блока задани  предельной скорости изменени  регулируемой величины и дифференциатора , вход которого соединен с соответствующим выходом RQ -сетки, выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ. fta чертеже приведена функциональна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержитКС-сетку 1 вместе с блоками задани  граничных и начальных условий, управл емый стабилизатор тока 2, первый компаратор 3, коммутатор 4, блок 5 задани  эталонного напр жени , блок 6 задани  величины входного перерегулировани  , триггер 7, блок 8 ограничителей , элемент ИЛИ 9, генератор импульсов 10, блок задержки 11, блок 12 задани  величины выходного перерегулировани , блок 13 задани  предельной скорости изменени  регулируемой величины, дифференциатор 14, второй компаратор 15. Кроме того, блок задержки 11 содержит первый компаратор 16,.триггер 17, элемент И 18, счетчик им-, пульсов 19, цифроаналоговый преобразователь 20, второй компаратор 21, генератор линейно измен ющегос  напр жени  22 и усилитель 23. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим работу устройства, где в качестве объекта управлени  возьмем, например, термостат. Причем ставитс  задача нахождени  оптимального по быстродействию управлени  объектсш с распределенными параметрами при дополнительном огра ничении на скорость изменени  регулируемой величины температуры в заданной точке объекта. Такими точКс ми в нашем примере, как правило/  вл ютс  точки камеры термостата под нагревателем, т.е. те точки, куда непосредственно подводитс  энерги . Передним фронтом импульсов, пост пающих с генератора импуль«ов 10, схема автоматически устанавливаетс  в исходное положение. После этого кокалутатор 4 под действием управлени  с триггера 7 подает на вход первого компаратора 3 .скачок напр жени  заданной амплитуды U у, которое соответствует максимально д пустимому напр жению на входе объек , T.e.Ucmoix U На остальных входах первого компаратора 3 напр жение в начальный момент равно нулю. Таким образом, первый компаратор 3. переводит работу управл емого стабилизатора тока 2 ца полную мощность, определ   тем самым начало форсированного выхода об екта в режим. На второй и третий входы первого компаратора 3 поступают сигналы отр цательной обратной св зи с выхода и вхрда RC -Сетки. При этом первый компаратор 3 перебрасываетс  в другое состо ние как только напр жение на входе объекта tl gx достигнет своего предельного значени , равног амплитуде сформированного скачка напр жени , т.е. когда U gy V8Lt,oB « 11спю г 3 также первый компаратор 3 Срабатывает, если сработает хот  бы один из ограничителей блока 8. При этом первый компарахор 3 также сра ботает, если сработает второй компаратор 15. Последний скачкам перех дит в другое состо ние, как только скорость изменени  регулируемой величины (температуры), на входе объекта .(которую получаем с выхода, дифференциатора 14) превысит допустимую величину. Таким образом, до того момента, lioKa входные и выходные координаты объекта не достигнут своих предельных значений, объект движетс  к конечному состо нию с максимальной скоростью при предельном значении управл шцего воздействи . Как только хот  бы одна из координат объекта достигнет своего предельного значеи)1 , то управл ющее воздействие на выходе первого компаратора 3 мен ет свой знак на обратный. Объект начинает двигатьс  с максимгшьной скоростью в обратную сторону , и снова при переходе границы области допустимых значений его координат управл ющее воздействие мен ет свой знак. Таким образом, организуют движение объекта по границе области допустимых значений его входных и выходных координат до окончани  переходного процесса. В процессе решени  этой задачи регул тор и моделируемый объект управлени  представл ют собой згиикнутую систему, удерживающую входные и выходные координаты объекта на допустимых значени х. Введение в схему предлагаемого устройства дифференциатора, второго компаратора и блока згкданн  предельной скоростн изменени  регулируемо) величины позвол ет повысить точность моделировани  и расширить класс решаемых задач оптимального по быстродействию управлени  объектами с распределенными параметрами, в которых дополнительно наложено ограничение на скорость изменени  управл емой величины в какой-либб точке объекта.The invention is related to a hybrid computing technology and is intended for the automatic solution of problems of time-optimal control of systems with distributed parameters when there are many constraints on its input and output coordinates. According to the main author. St. 928378, a device for simulating an optimal control system is known, comprising a reference voltage setting block, controlled by a current stabilizer, the output of which is connected to the information input of the RC-bit and to one input of the limiter, and also contains a trigger, switch, comparator , an OR pulse generator, an overshoot setting unit, a delay unit whose output is connected to the first trigger input, the second input of which is connected to the first input of the delay unit, to the control input of the RC network and Linked to the first output of the pulse generator. The second output of which is connected to the second and third inputs of the unit, the holders, the first and second outputs of the trigger are connected respectively to the first and second inputs of the switch, the third and fourth inputs of which are connected respectively to the outputs of the reference setting unit for the voltage and reference setting of the override value, the output of the switchboard Pa is connected to the first input of the comparator, the output of which is connected to the input of a controlled stabilizer, the output of which is connected to the second input of the comparator, the output group of the RC network is connected To the other inputs of the limiter block, the outputs of which are connected to the third input of the comparator through the OR element, the first output from the output group of the RC network is connected to the fourth input of the delay unit, the fifth input of which is connected to the output of the overshoot setting unit, the sixth input of the delay block with the first output of the pulse generator, in addition, the delay unit contains the amplifier, the first and second xyparators, the trigger, the element And, the counter, the generator of linearly varying voltage, and the digital-to-analog converter the output of the amplifier is connected to the first input of the first comparator, the output of which is connected to the first input of the trigger, whose output is connected to the first run of the element I, the output of which is connected to the first input of the counter, whose output is connected to the first input of the second comparator, the second input of which is connected to the generator output of a linearly varying voltage, the generator input of the linearly varying voltage, the second inputs of the counter, the trigger, the first comparator and the input of the amplifier are respectively -retarded first, second, third, fourth and fifth inputs of the delay block, the output of the second comparator is an output of the delay unit, the second input of the AND is input sixth delay unit l. The disadvantage of the invention is the low accuracy of the solution of the problem of optimal control of an object with distributed parameters with a limitation on the rate of change of the control-. variable at specified points of the object. The purpose of the invention is to improve the accuracy of modeling and expand the class of tasks to be solved. The goal is achieved by the addition of a differentiator, a device for setting the limit rate of change of the controlled variable and an additional comparator, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the block for setting the maximum rate of change of the variable value and the differentiator whose input is connected to the device for modeling the optimal control system. with the corresponding output of the RQ grid, the output of the additional comparator is connected to one of the inputs of the OR element. fta the drawing shows the functional diagram of the device. The device contains an SX grid 1 along with sets of boundary and initial conditions, controlled by a current regulator 2, the first comparator 3, switch 4, block 5 of reference voltage setting, block 6 of setting the input overshoot value, trigger 7, block 8 of limiters, OR element 9, a pulse generator 10, a delay unit 11, a unit 12 for setting the output overshoot value, a block 13 for setting a limit rate of change of the controlled variable, a differentiator 14, a second comparator 15. In addition, the delay unit 11 contains the first comparator op 16, trigger 17, element 18, pulse counter, pulse 19, digital-to-analog converter 20, second comparator 21, linear voltage generator 22 and amplifier 23. The device operates as follows. Consider the operation of the device, where we take, for example, a thermostat as a control object. Moreover, the goal is to find a time-optimal control of the object with distributed parameters with an additional restriction on the rate of change of the controlled value of temperature at a given point of the object. Such points in our example, as a rule, are the points of the thermostat chamber under the heater, i.e. those points where energy is directly supplied. The leading edge of the pulses supplied from the pulse generator 10, the circuit is automatically reset. After this, the co-calculator 4, under the action of control from trigger 7, supplies the input of the first comparator 3 to a voltage jump of a given amplitude U y, which corresponds to the maximum voltage allowed at the input of the object, TeUcmoix U At the remaining inputs of the first comparator 3 the voltage is at the initial moment equals zero. Thus, the first comparator 3. switches the operation of the controlled current stabilizer 2 cpa to full power, thereby determining the beginning of the forced output of the object to the mode. The second and third inputs of the first comparator 3 receive signals of negative feedback from the output and the RC-Grid. In this case, the first comparator 3 is transferred to another state as soon as the voltage at the input of the object tl gx reaches its limit value equal to the amplitude of the generated voltage jump, i.e. when U gy V8Lt, oB "11spu g 3 also the first comparator 3 triggers if at least one of the limiters of block 8 is triggered. The first comparator 3 will also work if the second comparator 15 trips, the last jumps to another state, as soon as the rate of change of the controlled variable (temperature) at the input of the object (which is obtained from the output of differentiator 14) exceeds the permissible value. Thus, until that moment, the input and output coordinates of the object have not reached their limit values, the object moves to the final state with maximum speed at the limit value of the control action. As soon as at least one of the coordinates of the object reaches its limit value 1, then the control action at the output of the first comparator 3 changes its sign to the opposite. The object begins to move at the maximum speed in the opposite direction, and again when crossing the boundary of the region of permissible values of its coordinates, the control action changes its sign. Thus, an object is organized to move along the boundary of the region of permissible values of its input and output coordinates until the end of the transition process. In the process of solving this task, the controller and the control object being modeled are a closed-loop system that holds the input and output coordinates of the object at acceptable values. Introduction to the scheme of the proposed device differentiator, second comparator and block of variable speed limit variable values allows to increase the accuracy of modeling and expand the class of tasks of optimal performance control of objects with distributed parameters, which additionally limit the speed is either an object point.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ по авт.св. » 928378, от л и ч a jo in е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него / дополнительно введены дифференциа- ' , тор, блок задания предельной скорости изменения регулируемой величины и дополнительный компаратор, первый* и второй входы которого подключены соответственно к выходам блока задания предельной* скорости измене-’ ния регулируемой величины, и дифференциатор, вход которого соединен . с соответствующим выходом R С -сеткиj выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ.DEVICE FOR MODELING AN OPTIMAL CONTROL SYSTEM by ed. »928378, from the point of view that in order to increase the accuracy of the simulation, a differential- ', a torus, a unit for setting the limiting rate of change of the controlled variable and an additional comparator, the first * and second are added to it / additionally the inputs of which are connected respectively to the outputs of the unit for setting the limit * rate of change of the controlled variable, and a differentiator whose input is connected. with the corresponding output of the R C grid j, the output of the additional comparator is connected to one of the inputs of the OR element.
SU813282071A 1981-05-04 1981-05-04 Device for simulattion of optimal control system SU1023353A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813282071A SU1023353A2 (en) 1981-05-04 1981-05-04 Device for simulattion of optimal control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813282071A SU1023353A2 (en) 1981-05-04 1981-05-04 Device for simulattion of optimal control system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU928378 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1023353A2 true SU1023353A2 (en) 1983-06-15

Family

ID=20955691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813282071A SU1023353A2 (en) 1981-05-04 1981-05-04 Device for simulattion of optimal control system

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1023353A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. Авторское свидетельство СССР I 926378, кл. 6 06 G 7/66, 1980 1портотип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu Principle of automatic control
Filatov et al. Dual control for an unstable mechanical plant
Coales et al. An on-off servo mechanism with predicted change-over
SU1023353A2 (en) Device for simulattion of optimal control system
CN106094524A (en) The rapid model prediction control method compensated based on input trend
Oaks et al. Piecewise linear control of nonlinear systems
KR20180093331A (en) Method for stabilization of nonlinear system including singular perturbation
SU928378A1 (en) Device for simulating optimum control system
RU2103715C1 (en) Method for generation of regulation function
SU970397A1 (en) Device for simulatingt optimal control system
SU750429A1 (en) Device for shaping control signal
RU2403607C2 (en) Relay regulator
SU452806A2 (en) Extreme continuous controller
Kokotovic Singular perturbations in optimal control
SU1004969A1 (en) Pulse regulator
SU628462A1 (en) Proportional-integral-differential controllers
Chakraborty et al. Neural dynamic programming based online controller with a novel trim approach
SU960759A1 (en) Pulse regulating device
SU947822A1 (en) Control
SU714381A1 (en) Power regulator
RU2113005C1 (en) Pneumatic regulator
Garrett A linear switching condition for third-order positive-negative feedback control systems
SU954933A1 (en) Adjustment system
Trybus Extremum controller design
Chen et al. On receding horizon feedback control