SU1536353A2

SU1536353A2 - Adaptive identifier of delayed object

Info

Publication number: SU1536353A2
Application number: SU884429028A
Authority: SU
Inventors: Леонид Павлович Мышляев; Марина Владимировна Демченко; Станислав Филиппович Киселев
Original assignee: Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1988-05-23
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1990-01-15

Abstract

Изобретение относитс к технике автоматического регулировани и позвол ет расширить функциональные возможности идентификатора, который содержит последовательно соединенные первый блок задержки (БЗ) 1, вторую модель объекта (МО) 2, сумматор 3 (С), второй дифференцирующий блок 10, второй блок 11 определени модул , третий блок сравнени (БС) 14, второй регул тор (Р) 17, второй экстрапол тор 18, третий БЗ 15, выход которого соединен с третьим входом второй МО 2, четвертый БС 16 и первую модель объекта (МО) 4, выход которой соединен со входом С 3, первый вход - с выходом БЗ 1, а второй вход - с выходом второго БС 5, первый вход которого подключен ко второму входу МО 2, к которому подсоединен также выход второго БЗ 6, вход которого через последовательно соединенные первый регул тор 8 и первый экстрапол тор 9 соединен с выходом первого БС 7, первый вход которого соединен с выходом С 3, а ко второму входу подключены последовательно соединенные первый дифференцирующий блок 12 и первый блок определени модул 13, выход которого соединен со вторым входом БС 14. Выход Р 17 соединен со вторым входом БС 16, выход первого регул тора 8 соединен с первым входом БС 5. 1 ил.The invention relates to the technique of automatic regulation and allows you to extend the functionality of the identifier, which contains a series of connected first delay unit (BS) 1, the second object model (MO) 2, adder 3 (C), the second differentiating unit 10, the second unit 11 determining module , the third unit of comparison (BS) 14, the second controller (P) 17, the second extrapolator 18, the third BR 15, the output of which is connected to the third input of the second MO 2, the fourth BS 16 and the first object model (MO) 4 whose output connected to the input of C 3, the first input - with the output of BR 1, and the second input with the output of the second BS 5, the first input of which is connected to the second input of the MO 2, to which is also connected the output of the second BR 6, whose input is connected through serially connected first regulator 8 and the first extrapolator 9 to the output of the first BS 7, the first input of which is connected to the output C 3, and the first differentiating unit 12 and the first determining unit of the module 13, the output of which is connected to the second input of the BS 14, are connected in series to the second input. The output of the P 17 is connected to the second input of the BS 16 first exit The controller 8 is connected to the first input of the BS 5. 1 Il.

Description

Изобретение относитс к автоматиескому управлению и регулированию,, ожет быть использовано при построеии системы регулиропали объектами с , реобразующими каналами вицаThe invention relates to automatic control and regulation, can be used in the construction of a system to regulate objects with reforming channels.

T(t) & + у - k(t;U(t ) (1)T (t) & + y - k (t; U (t) (1)

де у, U - выходна и входна перемет,,de y, U - output and input,

ные объектaj (t)sT(t)- измен ющиес во времени tja objects (t) sT (t) - time-varying t

коэффициенты5 i - врем запаздывани coefficients5 i - lag time

вл етс дополнительным к основному с, вт.св, № J365047,is complementary to the main s, vs sv, No. J365047,

Цель изобретени расширение qjv наиональных возможностей„The purpose of the invention is the expansion of qjv national capabilities

На чертеже представлена блок-схема адаптивного идентификатора дл jg бъекта с запаздыванием,, где обозначено; U и у - сигналы соответственно о входной и выходной леременных объекта идентификации;, вл ющиес входными сигналами адаптивного иден- 1LJ тификатора; Тв Ј - оценки коэффициентов модели объекта идентификации,.The drawing shows a block diagram of an adaptive identifier for a jg delayed object, where denoted; U and y are, respectively, the signals about the input and output time identification objects; which are the input signals of the adaptive identifier of the identifier; TV Ј - estimates of the coefficients of the identification object model ,.

Адаптивный идентификатор содержит последовательно соединенные первый блок 1 задержкиt вторую модель 2 щ объекта и сумматор 3, первую модеп- 4 объекта выход которой соединен с вторым входом сумматора 3S лервый вход соединен с ВЫУОЛОЬ первого - ка 3 задержки, второй вход с РЫХО- , дом второго б.го е. -1 а нени , пер вый вход которого соьд Лен с зторь м входом второй модели 2 и с ы-одок второго блока 6 задержи,, последе., тельно соединенные первый блок 7 ,} сравнени , первый регул тор 8 и пео- вый экстрапол тор 9Э вход которого соединен с вторым входом второго блока 5 сравнени , а. выход с входом второго блока б задержки н вл етс , к, первым выходом -1дер 1Ччфш.;;тора9 после довательно соединенные второй дифференцирующий Олок 10 ч второй ипок 1i о-пределени модул 9 тоследоватепьно соединенные первый дифференцирующий Q блок 12, первый блок 13 определени модул и третий блок 14 сравнени в третий блок 15 задержки, к выходу ко торого подключены третий второй кодели 2 объекта и орин из выходов четвертого блока 16 сравнени , другой вход которого подключен к выходу втэ рого регул тора 17 t входу второго экстрапол тора 185 выход которого сооThe adaptive identifier contains the first block 1 delayed in series the second model of the 2nd object and the adder 3, the first modem 4 object of which is connected to the second input of the 3S adder the left input is connected to the first output 3 and the second input b.go. e. -1 a ni, the first input of which is co-Len with the third input of the second model 2 and the co-ordinate of the second block 6 delayed, subsequently connected, the first block 7, comparison, the first regulator 8 and the first extrapolator 9E, whose input is connected to the second input th comparing unit 5 as well. the output with the input of the second block b delay n is, k, the first output -1d 1pchf ;, the torus 9 are successively connected to the second differentiating Oloc 10 h second ipo 1i o-limit module 9 sequentially connected the first differentiating q block 12, the first block 13 the module and the third comparison unit 14 to the third delay unit 15, to the output of which the third second codele 2 of the object and the input from the fourth comparison unit 16 are connected, the other input of which is connected to the output of the second regulator 17 t to the input of the second extrapolator 185 output to torogo wo

динен с 1эходом третьего блока 15 задержки , выход третьего блока 14 сравнени соединен с входом второго регул тора 17, а первый вход с выходом второго блока 11 определени модул , выход четвертого 16 блока сравнени соединен с третьим входом первой модели i объекта, первый вход блока 7 сравнени соединен с входом первого дифференцирующего блока 12 и вл етс первым входом устройства, а второй вход с выходом сумматора 3 и входом второго дифференцирующего блока 10, вход первого блока 1 задержки вл етс вторым входом идентификатора, выход второго окстрапол тора 18 вл етс вторым выходом идентификатора.a dinene with a single input of the third delay unit 15, the output of the third comparison unit 14 is connected to the input of the second controller 17, and a first input to the output of the second module 11 determining module, the output of the fourth 16 comparison unit is connected to the third input of the first object model i, the first input of block 7 comparison is connected to the input of the first differentiating unit 12 and is the first input of the device, and the second input with the output of the adder 3 and the input of the second differentiating unit 10, the input of the first delay unit 1 is the second input of the identifier, the output of the second o strapoltor 18 is the second output of the identifier.

Подели 2 и 4 объекта идентификации содержат последовательно включенные блок сравнени , интегрирующий усилитель с управл емой емкостью и блок унйожени , выход которого подключен к выходу модели объекта идентификации выход интегрирующего усилител с управл емой емчостью соединен с первым входом блока сравнени , первый вход модели объекта идентификации соединен с вторым входом блока сравнени , третей вход - с управл ющим входом ин- тегрирующего усилител , второй вход - с вторым -входом блока умножени .Subdivisions 2 and 4 of the identification object contain a series-connected comparison unit, an integrating amplifier with a controlled capacitance and a power supply unit whose output is connected to the output of the identification object model, the output of the integrating amplifier with a controlled capacitance is connected to the first input of the comparison unit, the first input of the identification object model is connected with the second input of the comparison unit, the third input with the control input of the integrated amplifier, the second input with the second input of the multiplication unit.

Регул тор 8 и 17 реализуют, например 9 пропорционально-интегральный закон регулировани .The regulator 8 and 17 implement, for example, 9 proportional-integral law of regulation.

Экстрапол торы 9 и 18 выполнены в виде реального форсирующего звена.Extrapolators 9 and 18 are made as a real boosting link.

Адаптивный идентификатор дл объ- ечта с зап-зздыванием работает следующим образом.The adaptive identifier for a zakzdzdyvanie works as follows.

Входной сигнал U объекта- идентификации задерживаетс на врем С в первом блоке 1 задержки и преобразуетс во второй модели 2 объекта идентификации , куда подаютс также сигналы об оценках коэффициентов k и Т, задержанные соответственно во втором блоке 6 и третьем блоке 15 задержки на врем -С, Выходной сигнал второй модели 2 объекта об оценке выхода объекта идентификации алгебраически суммируетс в сумматоре 3 с выходным сигналом первой модели 4 объекта идентификации о корректировке выхода объекта идентификации по ошибкам экстрапол ции оценок к и Т коэффициентов k и Т, Полученный в сумматоре 3 сигнал у вычитаетс в первом блоке 7 сравнени УЗ выходного сигнала у объекта идентификации и подаетс на первый регул тор 8, например, с пропорционально-интегральным законом регулировани , где вырабатываетс оценка к. коэффициента k на момент (t - О Выходной сигнал первого регул тора 8 экстраполируетс первым экстрапол то- ром 9 на врем -С и вследствие этого получаетс сигнал об оценке k коэффи- циента k на текущий момент времени. Сигнал об ошибке экстрапол ции оценки коэффициента k с выхода второго блока 5 сравнени преобразуетс в первой модели 4 объекта идентификации, куда поступают сигнал первого блока 1 задержки и выходной сигнал четвертого блока 16 сравнени об ошибке экстрапол ции оценки коэффициента Т и в результате получаетс сигнал корректи- ровки выхода объекта идентификации.The input signal U of the identification object is delayed by time C in the first delay unit 1 and is converted to the second model 2 of the identification object, which also receives signals about the coefficients k and T, which are delayed respectively in the second block 6 and the third delay block 15 by time -C , The output signal of the second model 2 of the object on the evaluation of the identification object's output is algebraically summed in the adder 3 with the output signal of the first model 4 of the identification object on the adjustment of the output of the identification object by extrapolation errors of the signal nok to and T of the coefficients k and T, The signal y obtained in the adder 3 is subtracted in the first block 7 comparing the ultrasound output signal of the identification object and fed to the first controller 8, for example, with the proportional-integral control law, where the estimate for the coefficient is generated. k at time (t = O) The output of the first controller 8 is extrapolated by the first extrapolator 9 for a time -C, and as a result, a signal is obtained about the estimate k of the coefficient k at the current time. The error signal of the extrapolation of the estimate of the coefficient k from the output of the second comparison unit 5 is converted in the first model 4 of the identification object, where the signal of the first block 1 of the delay and the output signal of the fourth comparison block 16 of the extrapolation error of the estimate of the coefficient T arrive, and as a result the correction signal identification of the object of identification.

Контур дл оценки коэффициента Т работает аналогично контуру оценки коэффициента 1с, однако в нем преобразуетс не непосредственно сигнал о выходе у объекта идентификации;, а оценка модул его скорости и оценка модул скорости сигнала ум, формируемого на выходе сумматора 3. Это выз- вано тем, что коэффициент характери- зует скорость изменени выходного сигнала.The contour for estimating the coefficient T works similarly to the contour for estimating the coefficient 1c, however, it does not directly convert the output signal from the identification object ;, but the estimate of its velocity modulus and the estimate of the velocity modulus of the mind signal generated at the output of adder 3. that coefficient characterizes the rate of change of the output signal.

Контур оценивани Т функционирует в соответствии со следующими правилами .The evaluation loop T operates in accordance with the following rules.

Если действительна посто нна времени объекта идентификации больше посто нной времени модели и идет воз- растание выходного сигнала объекта идентификации, то разность модулей скоро стей изменени выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала модели (выходной сигнал блока 3) положительна , т.е. выходной сигнал третьего блока 14 сравнени больше кул , тогда второй регул тор 17 вырабатывает регулирующее воздействие , направленное на увеличение оценки посто нной времени Т,.If the real time constant of the identification object is greater than the time constant of the model and the output signal of the identification object increases, then the difference between the moduli of the rates of change in the output signal of the identification object and the model output signal (output signal of block 3) is positive, i.e. the output signal of the third comparison unit 14 is larger than kul, then the second controller 17 produces a regulating action aimed at increasing the estimate of the time constant T ,.

Если действительна посто нна . воемени объекта идентификации меньше посто нной времени модели и идет возрастание входного сигнала объекта идентификации, то разность модулей скоростей изменени выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала модели отрицательного знака, т.е. выходной сигнал третьего блока 14 сравнени меньше нул , тогда второй регул тор 17 вырабатывает регулирующее воздействие, направленное на уменьшение оценки посто нной времени Т.If valid is constant. the identification object is less than the model time constant and the input signal of the identification object increases, the difference in the absolute values of the rate of change of the output signal of the identification object and the output signal of the negative sign model, i.e. the output signal of the third comparison unit 14 is less than zero, then the second controller 17 produces a regulating action aimed at reducing the estimate of the time constant T.

Если действительна посто нна времени больше посто нной времени модели и идет убывание входного сигнал объекта идентификации, то разность модулей изменений выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала модели будет положительного знака, то есть выходной сигнал третьего блока 14 сравнени будет больш нул , тогда второй регул тор 17 вырабатывает регулирующее воздействие, направленное на увеличение оценки посто нной времени Т.If the real time constant is greater than the model time constant and the input signal of the identification object decreases, then the difference between the moduli of the output signal of the identification object and the model output will be a positive sign, i.e. the output signal of the third comparison unit 14 will be greater than zero, then the second controller 17 generates a regulatory action aimed at increasing the estimate of the constant time T.

Если действительна посто нна времени объекта идентификации меньше посто нной времени модели и входной сигнал объекта идентификации убывает то разность модулей скоростей изменени выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала моделей отрицательного знака, т.е. выходной сигнал третьего блока 14 сравнени меньше нул , тогда второй регул тор 7 вырабатывает регулирующее воздействие , направленное на уменьшение оценки посто нной времени Т.If the real time constant of the identification object is less than the time constant of the model and the input signal of the identification object decreases, then the difference in the magnitude of the rate of change of the output signal of the identification object and the output signal of the negative sign models, i.e. the output signal of the third comparison unit 14 is less than zero, then the second controller 7 produces a regulating action aimed at reducing the estimate of the time constant T.

3 результате в любой ситуации корректировка делаетс в нужном направлении и оценка отслеживает действительное изменение Т.3, in any situation, the adjustment is made in the right direction and the assessment tracks the actual change in T.

Дл реализации описанной логики сигнал у проходит через первый дифференцирующий блок 12, первый блок 13 определени модул и вычитаетс в третьем блоке 14 сравнени из выходного сигнала сумматора 3, преобразованного во втором дифференцирующем блоке 10 и втором блоке 11 определени модул . Выходной сигнал третьего блока 14 сравнени преобразуетс во втором регул торе 17, экстраполируетс вторым экстрапол тором 18 на врем , Ј и подаетс на второй выход идентификатора . Этот же сигнал задерживаетс в третьем блоке 15 задержки на врем Ј, поступает на третий вход второй модели 2 объекта идентифика- ции, а также вычитаетс в четвертом блоке 16 сравнени из выходного сиг- нала второго регул тора 17. Выходной сигнал четвертого блока 16 сравнени поступает на третий вход первой модели 4 объекта идентификации.In order to implement the logic described, the signal y passes through the first differentiating unit 12, the first modulus determining unit 13 and is subtracted in the third comparing unit 14 from the output signal of the adder 3 converted in the second differentiating unit 10 and the second modifying unit 11. The output of the third comparator unit 14 is converted in the second controller 17, extrapolated by the second extrapolator 18 for a time Ј and fed to the second output of the identifier. The same signal is delayed in the third delay block 15 by time Ј, supplied to the third input of the second model 2 of the identification object, and also subtracted in the fourth comparison block 16 from the output signal of the second regulator 17. The output signal of the fourth comparison block 16 is received to the third input of the first model 4 of the identification object.

Таким образом, совокупность новых локов и св зей позвол ет по сравне- йию с известным идентификатором рас- ририть функциональные возможности адаптивного идентификатора дл объекта с запаздыванием и примен ть его дл адаптации посто нной времени объекта .Thus, a set of new locks and connections allows comparing the functionality of an adaptive identifier for an object with a delay, as compared to a known identifier, and use it to adapt the object's time constant.

Claims

Invention Formula

An adaptive identifier for an object with a latency of eute. St. No. 1365047, characterized by the fact that, in order to expand the functional capabilities, the first differentiating unit and the first module of the module definition are introduced in series,

0

five

the second differentiating unit, the second module determining unit, the third comparing unit, the second regulator, the second extrapolator, the third delay unit and the fourth comparing unit, the second input of which is connected to the output of the second regulator, and the output to the third input of the first object model, the output of the third delay unit is connected to the third input of the second object model, the first input of the identifier is connected to the input of the first differentiating unit, the output of the first determination unit of the module is connected to the second input of the third unit compared and the output of the adder is connected to the input of the second differentiating unit, and the output of the second extrapolator is connected to the second output of the identifier.