SU1027698A1 - Устройство дл идентификации объекта управлени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ, содержащее П каналов, каждый из которых содержит функциональный преобразователь , а каждый i-ый канал, начина  со второго, содержит cyNaiaTop с i -входами и выходом,  вл ющимс  выходом i-го канала, i-1 умножителей, выход каждого из которых, начина  от- первого до (i -1) -го, соединен с соответственно от второго до i -го входами сумматора, а первые входы каждого из них соединены с выходами соответственно от первого до (i-l)го каналов причем первый вход умно жител  второго канала  вл етс  йходом Первого канала,1-1 цепей настройки , выход каж,цой из которых соединен с вторым входом одного из .. 1-1 умножителей, а первый и второй входы цепи настройки соединены соответственно с первым входом св занного с ней умножител  и с выходом сумматора, отличающ-еес  тем, что, с целью повышени  точности , в него введены два коммутатора блок управлени  и источник эталонного напр жени , выходом соединенный с Bko дом первого коммутатора, причем первый и второй выходы блока управлени  соединены с управл ющими входами соответственно первого и второго комму тат.оров, выходы функциональных преобразователей от второго до VI-го ка налов соединены через соответствующие нормально замкнутые контакты второго коммутатора с первыми входами сумматоров соответственно от второго до И-го каналов, а выход функ-. ционального преобразовател  первого Канала соединен через соответствующие нормально замкнутые-кон акты второго коммутатора с первым входом умножител  втррого канала, и нормально разомкнутые контакты второго коммутатора от первого до (.и-1)го канала боединены с соответ.ствуюшнми выходами первого коммутатора. Gb

Description

Изобретение относитс  к автомати-- ческому управлению и может быть применено в самонастраивающихс  системах управлени , а также в системах автоматической обработки информации и идентификации.

Известно устройство, содержащее настраиваемую модель объекта и представл ющее собой систему функциональных базисных преобразователей, реализующих базисные операторы, линейной комбинацией которых аппроксимируетс  оператор идентифицируемого объекта. Выход функциональных преобразователей через умножители, на втором выходе которых формируютс  весовые коэффициенты линейной комбинации, св заны с входом сумматора , на выходе которого формируетс  выход модели. Функциональные базисные преобразователи выбираютс  на основе априорной информации о структуре и могут осуществл ть любые физические реализуемые преобразовани  наблюдаемых входных и выходных процессов объекта. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность оценки параметров модели и низкое быстродействие при большом.числе оцениваемых параметров

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  многоканальное устройство дл  идентификации объекта управлени . Устройство содержит п каналов, кгчждый из которых содержит функциональный преобразователь,, а каждый канал, начина  со второго, содержит сумматор с 1 входами и. выходом,,  вл юшимс  выходом канала., i-1 умножителей, выход ка)кдого из которых ,, начина  от первого до (i-1)-го Сдлинен с соответственно от второг до i - го входа1ми сумматора, а первые входы каждого из них соединены с выходами соответственно от первого до () каналов, причем первый вход умножител  второго канала  вл етс  входом первого канала, ,(1-1) цепей настройки,, выход каждой из которых соединен с вторым входом одного из (1-1) умножителей, а первый и второй Бхо,ды ципи ; зстройки соединены соответственно с первым входом св занного с ней умножител  и с выходо сумматора. Функциональные св зи рассматриваютс  без учета функциональных узлов, служащих дл  формировани  нормирующего множител , так как процесс нормировани .выходных сигналов сумматоров каждого канала не вли ет на точность устройств идентификации 1,2 .

Конечной целью идентификации  вл етс  определение параметров , характеризующих объект исследовани  Однако известное устройство позвол ет определить параметры , формиру eivbae на выходах соответствующих цепей настройки, по которым могут быть легко подсчитаны параметры Ц- по реккурентным соотношени м:

n--t и,и--1

(,n-a -H-l H,n-2 ц-2.,У1-г-и-а У1-1,у1-г и--1 и,и-ъ

(i;

С--с„ .,

1 2,,

Известное устройство обладает едостаточно высокой точностью опреелени  параметров .Пониженна  очность обуславливаетс  тем, что араметры Ci определ ютс  не из устойства (модели) непосредственно,. а расчетным путем по формулам (1) то предполагает идеализацию операций суммировани  и умножени , производимых над промежуточными параетрами , получаемыми непосредственно из модели. Значени  получаемых параметров будут отличатьс  от тех их реальных значений, как еси бы эти операции проводились на реальных сумматорах и умножител х неггосредственно в модели. Иначе гово , параметры С , рассчитанные по формулам (1), не определ ют истинного состо ни  модели после настройки . Причем ошибки .в определении С будут тем больше, чем значительнее отклон ютс  характеристики указанных устройств от идеальных. Таким образом , недостатком известного устройства  вл етс  также жестка  зависимость точности определени  параметров С .J от точностных характеристик цепей, участвующих в настройке этих параметров.

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены два коммутатора , блок управлени  и источник эталонного напр жени , выходом соединенный с .входом первого коммутатора , причем первый и второй выходы блока управлени  соединены соответственно с управл ющими входами первого и второго коммутаторов, выходы функциональных преобразователей от второго до п-го каналов соединены через соответствующие нормально замкнутые контакты второго коммутатора с первыми входами сумматоров соответственно от второго до п-го каналов, а выход функционального преобразовател  первого канала соединен через соответствующие нормально замкнутые контакты второго ком утатора с первым входом умножител  второго канала, а нормально разомкнутые контакты второго ком «гутатора от первого до (ii-1)--го канала соединены с соответствующими выходами первого коммутатора. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства (многоканального); на фиг. 2 - блок-схема четырекканально устройства дл  идентификации обьекта управлени . Устройство содержит п каналов, каждый ИЗ которых содержит .функциональный преобразователь 1|, а каждый i-ый канал, начина  со второго, содержит ко -1мутатор 2, (i-1) умножитель З--,, сумматор 4 с i-входами и выходом, который  вл етс  выходом i-ro канала, .(i-1) цепь настройки 5,-; , коммутатор 6, источник 7 эталон ного напр жени  и блок 8 управлени Выход функционального преобразовател  1 первого канала соединен через соответствующие нормально замкнутые контакты коммутатора 2с первым входом умножител  3 второго канала. Вы ходы функциональных преобразователей I:JOT второго до п-го Каналов соедине ны через соответствующие -нормально замкнутые контакты коммутатора 2 с первыми входами сумматоров 4. соответственно от второго до п-го каналов. Нормально разомкнутые контакты коммутатора 2 от первого до (п-1) каналов объединены с соответствующими выходами ког мутатора 6, вход которого соединен с источником 7 эталонного напр жени . Вы ход каждого из (i-1) умножителей, начина  от первого до (i-l)-ro соединен от второго до i-ro входами сумматора, а первые входа каждого из них соединены с выходами соответственно от первого до (i-1)-го ка налов. Выход каждой из (i-1) цепи настройки 5|j соединен с вторым вхо-, дом одного из () умножителей-3 - f а первый и второй входы цепи настройкй соединены соответственно с пер вым входом св занного с. ней умножител  и с выходом сумматора. Первый и второй выходы блока 8 управлени  соединены соответственно с управл ющим входом коммутатора б и коммутато ра 2. Устройство работает следующим образом , Функциональные преобразователи 1 преобразуют наблюдаемые- объекты Х, Xrtf...fX , образу  на своих выходах систему линейно независимыхсиг ,налов, в общем случае неортогональ|ных . Далее выходные сигналы функциональных преобразователей , проход  через соответствующие нормально замк нутые контакты коммутатора 2, подвер гаютс  последовательной ортогоналиэации путем настройки коэффициентов , формируемых на выходах цепей настройки 5.. На выходе сумгиатора 4/ второго канала формируетс  сигнал fj в виде линейной комбинации выхода функционального преобразовател  1 первого канала с выходом функционального преобразовател  1 второго канала. Весовой коэффициент Cg, с которым сигналр входит в ( помощью цепи настройки /i , устанавливаетс  таким, что средний квадрат сигнала С,2 на выходе сумматора становитс  ми нимальным . При этом сигналы(и 412.X3нов тс  взаимно ортогональными. Затем на выходе сумматора 4 третьего канала формируетс  линейна  крмбинаци  выходов f и (соответственно первого и второго каналов с выходом функционального преобразовател  1$ третьего канала. Весовые коэффициек ты Сз;-(И Сз,зтой линейной комбинации устанавливаютс  с помощью ; пей настройки 5 и S такими, чтЬбы средний квадрат сигнал а fj на сумматора 4 установилс  минимальным . При этом сигнал 3 становитс  ортогональным сигналам ф. Сигналы f во всех последующих каналах формнр--, руютс  аналогичным образом, как линейные комбинации сигналов Ф, (flj./ 4 ...,4)- и выхода соответствующего функционального преобразовател  , После окончани  процесса настройки .производитс  отсчет параметров С, . Процедура отсчета каждого-из параметров состоит в отключении коммутатором 2.выходов всех.функциональных преобразователей .1 иподключении с помощью коммутатора б, вместо выхода i-ro фун{ ционального преобразовател , источника 7 эталонного напр жени  и измерении значени  на выходе сумматора 4 п-го канала. Процедуру отсчета параметров С по сним на примере четырехканального устройства, блок-схема которого представлена на фиг. 2. Дл  отсчета параметров . Су сначала на управл ющий вход коммутатора 2 подаетс  управл ющее напр жение блока 8 управлени . В результате первый вход умножител  3 второго канала и первые входы с сумматоров 4 второго и третьего каНсшов отключаютс  от выходов соответствующих функциональных преобразователей 1 и подключаютс  соответственно к нормально разомкнутым контактам 1, К, К-, коммутатора б. При поступлении ,с выхода блока 8 управлени  на управл ющий вход коммутатора 6, последовательно замыкеиотс  контакты К, ,К2,,Кз на врем , необходимое дл  отсчета одного параметра . При замыкании контакта К коммутатора б источник 7 эталонного напр жени  подключаетс  через конакт К коммутатора 2 к первому вхоу умножител  Sj-tr второго канала. ри этом эталонное напр жение, -проод  через умножители Зг, ,3з,1, 3,2,

3,,3, и сумматоры 4 второго, треei o и четвертого каналов, формирует на выходе сумматора 4 четвертого . канала параметр

S ,+СмС4,5+.С,,У который измер етс , например цифровым вольтметром. Аналогично на выходе сумматора четвертого канала формируетс  эначен 1е параметра C,j C3,,,npH замыкании контакта .Кй, коммутатора 6 и параметра С СхгПри замыкании контакта К При этом источник 7 эталонного напр жени  подключаетс  к первому входу сумматора 4 соответственно второго и третьего каналов.

Таким образом, вычисление параметров С, в соответствии с формулам

(1) в предлагаемом устройстве реализуетс  на тех же элементах (умножител х и сумматорах), на которых осушествл етс  настройка вспомогательных параметров С .Это приводит к автоматический компенсации погрешностёй св занных с отклонени ми характеристик умножителей и сумматоров от идеальных, в значени х С , и позвол ет использовать в качестве последних значительно более низкоточные и, следовательно, дешевые устройства. Предлагаемое устройство .позвол ет повысить точность идентификации объекта по сравнению с изизвестным и производить отсчет: параметров объекта . непосредственно на выходе устройства .

Xj fjfff ff/r

//:

3 jTffffa/i

Л-:

:./Гг

r

/

4fl

Xf ffffff r

.

s

Claims (1)

1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ, содержащее η каналов, каждый из которых содержит функциональный преобразователь, а каждый ι-ый канал, начиная со второго, содержит сумиатор с i -входами и выходом,.являющимся выходом ΐ-го канала, i-1 умножителей, выход каждого из которых, начиная от- первого до (ί-l)-го,соединен с соответственно от второго до ί' -го входами сумматора, а первые входы каждого из них соединены с выходами соответственно от первого до (i—1)го каналов» причем первый вход умно.·* жителя второго канала 'является Входом первого канала,ι-I цепей наст ройки, выход каждой из которых соединен с вторым входом одного из ... i-Ι умножителей, а первый и второй входы цепи настройки соединены соответственно с первым входом связанного с ней умножителя и с выходом сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два коммутатора» блок управления и источник эталонного напряжения, выходом соединенный с вводом первого коммутатора, причем первый и второй выходы блока управления соединены с управляющими входами соответственно первого и второго коммутаторов, выходы функциональных преобразователей от второго до и-го ка налов соединены через соответствующие нормально замкнутые контакты второго коммутатора с первыми входами сумматоров соответственно от второго до Я-го каналов, а выход функ-. ционального преобразователя первого канала соединен через соответствующие нормально замкнутые-контакты второго коммутатора с первым входом умножителя второго канала, и нормально разомкнутые контакты второго коммутатора от первого до (И-1)го канала йоединены с соответствующими выходами первого коммутатора.