SU1045220A1 - Адаптивный регул тор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к самонастраивающимс  системам и может найти применение при управлении неста- . ционарными объектами с быстрым дрейфом характеристик при наличии неконт ролируемых возмущений на входе и выходе объекта. Известен адаптивный регул тор, со держащий задатчик, первый и второй сумматоры, фильтр, блок умножени , усилитель, интегратор, дифференциатор , первый и второй блоки определений модул , функциональный преобразо ватель, фильтр переменной структуры, первый и второй блоки пам ти, дели гель и формирователь коэффициента усилени  1 . Недостатки данного регул тора аппаратурна  сложность и низка  по-. мехоустойчивость, объ сн юща с  необ ходимостью дифференцировани  зашумленного сигнала. Наиболее близок к предлагаемому адаптивный регул тор, содержащий задатчик ,блок интеграторов,адаптивную модель обьекта, сумматор и сравнивающий элемент, подключенный первым входом к выходу объекта управлени , вторым входом - к выходу задатчика 2 Однако известное устройство дл  управлени  технологическими процесса характеризуетс  недостаточно высоким быстродействием и немонотонностью ха рактера переходного процесса объ сн щиес  отсутствием возможности коррекции модели по мере изменени  параметров о()ъекта регулировани  и задающего воздействи . Цель изобретени  - повышение быст родействи  и плавности работы регул тора . Поставленна  цель достигаетс  тем что в регул тор, содержащий задатчик блок интеграторов, адаптивную мо- дель объекта, сумматор и сравнивающий элемент, подключенный первым вхо дом к выходу объекта управлени , а вторым входом - к выходу задатчика, введены первый блок у 1ожеии  и по- следовательно соединенные блок делени и второй блок умножени ,подключенный выходом к входу блока интеграторов, подключенного выходом к входу объект управлени  и первому входу адаптивной модели объекта, подключенной вто рьгм входом к выходу объекта упрозлеНИИ , а выходом - ко второму входу второго блока умножени  и niepBOMy и второму входам первого блока умножйни , подключенного к входу сумматора , подключенного выходом к первому входу блока делени  , второй вход которого подключен к выходу сравнивающего элемента. На чертеже изображена блок-схема регул тора. Схема содержит объект 1 управлени , адаптивную модель 2 объекта, первый 3 и второй k блоки умножени , сумматор 5, блок 6 делени , сравнивающий элемент 7, задатмик 8 и блок 9 интеграторов. Адаптивный регул тор работает следующим образом. На входы объекта 1 управлени  и адаптивной модели 2 объекта моделирующей его динамические свойства, подаютс  управлжоцие воздействи  п-мерного объекта регулировани  ), «/ V/ . Сигналы управлени  x(t), x(t)9... Xfl(t) подаютс  на входы объекта 1 управлени , который их преобразует в выходной сигнал у(t). Входы и выход объекта 1 управлени  подаютс  на первые и вторые входы адаптивной модели 2 объекта, котора  реализует оптимальный адаптивный алгоритм идентификации hrO-.i k.UlxUt) utbMo)4J .at)o(f, о .Ix,(t) где i 1, п; k(0) - начальные значе- ни  коэф{|)ициентов модели, и вычисл ет значени  коэффициентов k(t). Эти значени  коэффициентов служат исходной информацией дл  вычислени  управл ющих воздействий,. Значени  коэффициентов в первом блоке 3 умножени  возвод тс  в квадрат, т.е. на выходе первого блока 3 умножени  полу чаот1 сигналы, соответствующие k|(t) k|(t) ,..., kjjCt). Эти сигналы подаютс  на вход сумматора 5, где праисхбдит суммирование, в результате .чего получаетс  сигнал, соответствукйций 2 ). Этот сигнал подаетс  на делител  блока 6 делени , вход делимого блока 6 делени  со ср нивающего элемента 7 подаетс  сигнал рассогласовани  между требуемым выходом объекта (сигналом задатчика 8J у (t) и фактическим выходом

31945220

обЧектэ 1 y(t), T.e.e(l) y(t)-y(t). В результате операции делени  на выходе блока 6 делени  подучаетс  сигa (t)-4it, Этот сигнал подает , с  на второй вход второго блока t умножени , на первые входы которого подаетс  сигнал о значени х коэффициентов k, (t), (t),..., kp(t). В результате операции умножени  на вы ходах второго блока умножени  по  л ютс  сигналы, соответствующие зна чени м . , . . Эти сигнал п подаютс  ни входы блока интеграторов 9, который вычисл ет скорректир ванные значени  управл ющих .воздействий «.x.w-.uohijaTbllkatu.. i X kUt) где x(о) соответствует начальным значени м управл ющих воздействий. Алгоритм управлени   вл етс  адаптивным градиентным оптимальным по быстродействию алгоритмом, минимизирующим рассогласование между требуемым значением выхода у (t) и фактическим его значением y(t). Действительно, если в качестве критери  оптимизации выбран квадратичный функционал от рассогласовани между требуемым значением выхода ) и фактическим его значением y(t), то градиентный алгоритм минимизации этого функционала имеет вид i|(t))-i:. kj(t)xj(t) k,(t) Ul О - некоторый пЗрЗЙетр. Рассмотрим величину (t)i,ixi{t)-x( W представл ющую собой сумму квадрато отклонений управл ющих воздействии х;(t) от их оптимальных значений x|(t) . Использование алгоритма (3) приводит к тому, что

(pii)2r x.avxtiMlftiM-xtw.

1-1 Подставл   в (5) значени  из (3) и учитыва , что требуемое значение выхода у (t) св зано с требуемым значением вектора управл ющих воздействий х (t) соотношением v-(t)-.i k;.(t)x|(t), i-1 олучают - 4;ltl -2yi Ux,()k,U)-2ynxai )-K(0 xJit1 -2yZ ))-2r./ xLxiUI-xtWlx). (6) Из (6) видно, что скорость уменьени  ошибки (x(t) - x(t)y зависит т значений параметро  объекте k(t). Выбор )f пприводит к сущест .2:k(t) - U1 венно меньшей зависимости (а в случае , например, стабилизации, когда xf(t)0 - независимости)скорости из- п .. менени  с (t) от X k(t). Если же требуема  скорость изменени  управл ющих воздействий х(t) незначительна , то такой выбрр параметра у обеспечивает экпоненциальный закон изменени  (j/(t) Уое(где )-x«.(o)l вательно , и максимальное быстродействие регул тора при монотонном характере переходного процесса. Таким образом, использование адаптивной модели и помехоустойчивого алгоритма адаптивного управлени  позволит с высокой точностью и быстродействием осуществл ть управление нестационарными объектами управлени  в услови х помех. Экономический эффект, от использовани  адаптивного регул тора дл  управлени  технологическими процессами.

I10 5220®

например, типового производства каль-извести на 0,1 кг очищенного рассола на

цинированной соды составит /v 80 тыСо0,03б.м,электроэнергии на 0,09 кВт ч.

руб. в год в результате снижени  рас-н др.,что даст снижейие себестоимости

ходов на 1 т соды пара на 0,01 Гкал-,го-товой продукции на 0,1 руб,/т.

Claims (1)

1. АДАПТИВНЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий задатчик, блок интеграторов, адаптивную· модель объекта, сумматор и сравнивающий элемент, подключенный первым входом к выходу объекта управления, а вторым входом - к выходу задатчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и плавности работы регулятора, он содержит первый блок умножения, последовательно соединенный блок деления и второй блок умножения подключенный выходом к входу блока интеграторов; подключенного выходом к входу объекта управления и первому входу адаптивной модели объекта, подключенной вторым входом к выходу объекта. управления, а выходом - ко второму входу второго блока умножения и первому и второму входам первого блока умножения, подключенного выходом к входу сумматора, подключенного выходом к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к выходу сравнивающего элемента.

   fO

   1 . 1045220