SU253895A1

SU253895A1 - SELF-ADJUSTING FOLLOWING SYSTEM

Info

Publication number: SU253895A1
Application number: SU1261264A
Authority: SU
Original assignee: Е. А. Санковский , В. В. Кругликов

Description

Изобретение относитс -к области техники автоматическото управлени , к классу самонастраивающихс по входному сигналу след ш;их систем.The invention relates to the field of automatic control technology, a class of self-adaptive on the input signal trace w; their systems.

Известны след щие системы с самонастройкой .по входному сигналу, включающие объект управлени , управл ющее устройство с переменным параметром, низкочастотный и высокочастотный фильтры, блок настройки и датчик пробных И синхронизирующих сигналов. Known tracking systems with self-tuning on the input signal are known, including a control object, a variable parameter control device, low-pass and high-pass filters, a tuner, and a probe of the clock signals.

Однако в известных самонастраивающихс след щих системах дл выделени динамической и флюктуационной ошибки исиользуютс , как ираанло, низкочастотные и высокочастотные фильтры с посто нными Параметрами. В силу этого оптимальное выделение динамической и флюктуационной ошибки в системе, а следовательно, и оптимальна настройка параметров самой системы возможны лишь в узком диапазоне изменени характеристик полезного сигнала и помехи, действующих на систему.However, in known self-adjusting servo systems for isolating dynamic and fluctuation errors, low-frequency and high-frequency filters with constant Parameters are used, like the Irano loop. Because of this, optimal allocation of dynamic and fluctuation errors in the system, and consequently, optimal adjustment of the parameters of the system itself is possible only in a narrow range of variation of the characteristics of the useful signal and interference acting on the system.

Предлагаема след ща система отличаетс от известных тем, что в ней дополнительпо установлены два оптимальных по структуре вспомогательных самонастраивающихс фильтра , входы которых соединены со входом след щей системы, причем выход одного вспомогательного фильтра соединен с одним из входов низкочастотного фильтра, а выход другого вспомогательного фильтра - с одним из входов высокочастотного фильтра.The proposed tracking system differs from the known ones in that it additionally has two optimal self-tuning filters that are optimal in structure, whose inputs are connected to the input of the tracking system, with the output of one auxiliary filter connected to one of the inputs of the low-pass filter, and the output of the other auxiliary filter with one of the inputs of the high-pass filter.

Это позвол ет измен ть оптимальным образом параметры системы при широком диапазоне изменени характеристик полезного сигнала и помехи на ее входе.This allows the system parameters to be optimally varied over a wide range of variations in the characteristics of the useful signal and interference at its input.

Блок-схема предлагаемой след щей системы нрнведена на чертеже.The block diagram of the proposed follow system is shown in the drawing.

След а1а система включает управл ющее устройство / след щей системы, управлени 2, низкочастотный фильтр 3 дл выделени динамическо ошибки след щей системы , высокочастотный фильтр 4 дл выделени флюктуацнонной ошибки след щей системы, цень настройки 5, датчик 6 нробных и синхронизирующих сигналов, дополнительный самонастраивающийс фильтр 7, имеющий структуру, одинаковую со структурой фильтра 3 и дл оптимальной настройки но разомкнутому циклу параметров фильтра 3, дополнительный самонастраивающийс фильтр 8, имеющий структуру, одинаковую со структурой фильтра 4, и служащий дл оптимальной настройки ио разомкнутому циклу параметров фильтра 4.The a1a system includes a control unit / tracking system, control 2, a low-pass filter 3 for highlighting dynamic errors of the tracking system, a high-frequency filter 4 for highlighting the fluctuation error of the tracking system, the setting value 5, a 6-pulse and 6 timing and sync signals, an additional self-adjusting filter 7, having a structure identical to that of filter 3, and for optimal tuning but an open loop of filter parameters 3, an additional self-adjusting filter 8 having a structure, one This is a filter structure 4, and it is used for optimal tuning with an open loop of filter parameters 4.

Рассматриваема система в своем простейшем варпаите, т. е. без учета дополнительных фильтров 7 и 8, представл ет собой самонастраивающуюс след щую систему с попском мииимума суммарной (динамической. выдел емой фильтром 3, и флюкгуационной, выдел емой фильтром 4 ошибки. Поиск минимума осуществл етс по циклам , включающим пробное и рабочее дви кение след щей системы. В начале каждого цикла датчик 6 выдает команду в цепь настройки на запоминание величины суммарной опшбки и на осуществление пробного движени в системе , заключающегос в небольшом одностороннем изменении настраиваемого параметра. Затем сравниваютс запомненное и полученное в результате пробного движени значени суммарной ощибки. Полученное в результате сравнени разностное значение ош.ибки используетс дл настройки параметра (рабочее движение). При этом знак и величина разностного значени ошибки определ ют соответственно направление и скорость изменени параметра. Дл оптимального выделени динамической ошибки след щей системы частотна характеристика фильтра 3 должна иметь вид; /(-2 /,,,ч -,...у().Л) (со) а дл оптимального выделени флюктуационной ошибки частотна характеристика фильгра 4 должна иметь вид; KI, Н . )5 ,(и,) + 5„(..) где 5((1)) -сиектральна плотность нолезного сигнала; Sn (ы) -спектральна плотность помехи. Таким образом, дл оптимальной настройки параметров след щей системы ири изменении характеристик полезного сигнала и помехи (w) и 5п(со) в широком диапазоне необходимо в зависимости от изменени этих характеристик измен ть оптимальным образом и параметры фильтров, выдел ющих динамическую и флюктуационную ошибки системы . Учитыва , что в большиистве случаев оптимальна настройка параметров след щей смстемы осуществл етс дл заданной структуры , предлагаетс реализовывать оптимальные характеристики самонастраивающихс фильтров дл выделени динамической п флюктуационной ошибок в виде маломощных (электронных моделей) след щих систем в соответствии с выражени ми (1) и (2). Самонастройку параметров расс матриваемых фильтров с целью упрощени предлагаетс производить на основе идеи Е. Г. К. Берта. Однако, учитыва невозможность использовани принципа Берта непосредственно в рассматриваемых фильтрах по тем цричинам, что на входы фильтров, предназначенных дл выделени динамической и флюктуационной ошибок, поступает помеха уже не типа «белого шума, котора поступает на вход осиовпой след щей системы, предлагаетс ввести дополнительно два фильтра 7 и 8, идентичные фильтрам 3 и 4 соответственно с условнем, что полезный медленно мен ющийс сигнал x(t) и помеха п() тина «белого шума, поступающие на вход основной след щей системы, поступают и на входы самонастраивающихс фильтров 7 п 8. В этом случае параметры фильтров 7 и 8 автоматически подстраиваютс под оптимальные при изменении характеристик иолезпого сигнала и помехи. Причем структура цепи самопастройки благодар использованию принципа Берта оказываетс достаточно простой. Сигпалы цепи настройки фильтра 7 используютс дл установки оптимальных параметров фильтра 3 в сплу 1 дентичности фильтров 7 п 3, по этой же причине сигналы цепи настройки фильтра 6 используютс дл пастройки параметров фильтра 4. При этом иастройка оптимальных параметров фильтров 3 II 4 проводитс по разомкпутом циклу. В частном случае можно ограничитьс одним дополнительным фильтром и использовать сигналы его цепи иастройки дл установки оптимальных параметров, наход щихс в различных цеп х след щих систем, служа1цих дл измерени динамической и флюктуационной ошибок. П р е д м е т п з о б р е т е н и Самонастраивающа с след ща система, содержаща упраБл ionj.ee устройство с переменпым параметром, низкочастот.ный и высокочастотный фильтры, блок настройки п пробных и сппхропизирующпх спгналов, отличающа с тем, что, с целью расширени частотного диапазона пзмененп полезного сигнала и помехи на входе след н;ей системы п увеличени точности оптимальной }iacTpoiiкп параметров системы, в контур самонастройки дополнительно включены два оптимальпых по структуре вспомогательпых самонастраивающихс фильтра, входы которых соединены со входом след щей системы, прпчем зыход одного вспомогательного фильтра соединен с одним из входов низкочастотного фильтра, а выход другого вспомогательного фильтра - с одним из входов высокочастотного фильтра. X(t)+n(f) rf /}The system under consideration in its simplest warpite, i.e., without taking into account additional filters 7 and 8, is a self-adjusting tracking system with a pop-up minimum and total (dynamic. Selected by filter 3, and a flux-based, selected by filter 4 error. The search for a minimum was carried out In cycles beginning with the test and working movement of the tracking system. At the beginning of each cycle, the sensor 6 issues a command to the tuning circuit to memorize the value of the total error and to carry out a test movement in the system consisting of large one-sided change of the parameter being set. Then the stored and obtained as a result of trial movement of the total error value are compared. The resulting difference of the error value of the error is used to adjust the parameter (working movement). The sign and value of the difference value of the error determine the direction and rate of change of the parameter. For optimal allocation of the dynamic error of the following system, the frequency response of the filter 3 must have the form; / (- 2 / ,,, h -, ... y (). L) (co) a For the optimal extraction of the fluctuation error, the frequency characteristic of the filter 4 must have the form; KI, H. ) 5, (and,) + 5 „(..) where 5 ((1)) is the spectral density of the useful signal; Sn (s) is a spectral interference density. Thus, in order to optimally adjust the parameters of the tracking system and change the characteristics of the useful signal and interference (w) and 5p (co) in a wide range, it is necessary, depending on changes in these characteristics, to change optimally the parameters of the filters that distinguish dynamic and fluctuation system errors. . Taking into account that in most cases the optimal setting of the parameters of the tracking system is carried out for a given structure, it is proposed to implement the optimal characteristics of self-adjusting filters to isolate dynamic p-fluctuation errors in the form of low-power (electronic models) tracking systems according to expressions (1) and ( 2). Self-tuning of parameters of matched filters for the purpose of simplification is proposed to be carried out on the basis of the idea of E. G. K. Bertha. However, taking into account the impossibility of using the Bert principle directly in the filters under consideration for the reasons that the inputs of the filters intended to isolate dynamic and fluctuation errors are interfered with no longer of the type of "white noise that enters the input of the axis tracking system, filter 7 and 8, identical to filters 3 and 4, respectively, with the notion that the useful slowly varying signal x (t) and interference n () tina "white noise arriving at the input of the main tracking system The inputs of the self-tuning filters 7 and 8. In this case, the parameters of the filters 7 and 8 are automatically adjusted to the optimum when the characteristics of the signal and interference are changed. Moreover, the structure of the self-tuning chain due to the use of the Bert principle turns out to be quite simple. The sigpals of the filter setting circuit 7 are used to set the optimal parameters of filter 3 in the run 1 of the identicalness of filters 7 and 3, for the same reason the signals of the tuning chain of filter 6 are used to paste the parameters of filter 4. At the same time, the tuning of the optimal parameters of filters 3 II 4 is carried out by opening the loop . In the particular case, it is possible to limit one additional filter and use its tune circuit signals to set optimal parameters found in different chains of the tracking systems, used to measure dynamic and fluctuation errors. PRESENTATION A self-adjusting tracking system containing a control unit ionj.ee with a variable parameter, a low-frequency and high-frequency filters, a setting unit for test and specific signals that differ from each other. the fact that, in order to expand the frequency range of the useful signal and interference at the trace input, the system increases the accuracy of the optimal} iacTpoiikp system parameters, the self-tuning circuit additionally includes two optimally tuned auxiliary self-adjusting filters, the strokes of which are connected to the input of the tracking system, the output of one auxiliary filter is connected to one of the inputs of the low-pass filter, and the output of the other auxiliary filter to one of the inputs of the high-pass filter. X (t) + n (f) rf /}