Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что, в регул тор дополнительно введены датчики предельных значений параметров, кольцевое пересчет ное устройство, Д-триггер остановки и первый второй и третий элементы ИЛИ, причем третий 37 вход блока анализа последовательности импульсов соединен со вторым входом второго элемен та ИЛИ и выходом первого элемента ИЛИ, четвертый вход - со вторым входом трецего эле мента ИЛИ, установочньпми входами кольцевого пересчетного устройства, установочным входом триггера задани шага и скорости поиска и установочным S-входом триггера остановки, п тый вход с выходом триггера задани шага и скорости поиска, третьим входам квантовател уровн и четвертыми входами исполнительных механизмов. Первый )вых6д - с первым входом третьего элемента ИЛИ и входом тактовых импульсов кольцевого пересчетного устройства , второй выход - с установочным R-входом триггера остановки, выходы кольцевого пересчетного устройства соединены с соответствующими входами блока анализа последовательности импульсов и первыми входами соответствующих исполнительных механизмов, вторые входы которых соедииены с выходом триггера знака, третьи входы - с выходом триггера остановки, выходы нспотгаительных механизмов через датчики предельных значЦий параметров соединены с соответствующими вхо дами первого элемента ИЛИ, второй выход квантовател уровн соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и D ; и С - входами триг гера остановки, п-й выход кольцевого перёсчет ного устройства соединен с D - и С-входами три гера задани щага и скорости поиска, выход третьего элемента ИЛИ соединен со вторым входом квантовател уровн , выход второго элемента ИЛИ соединен со входом триггера знака. На чертеже представлена структурна схема предлагаемого универсального многомерного экстремального регул тора. Регул тор содержит триггер I 3Haka, испрлнительньте механизмы 2, квантователь 3 уровн , блок 4 анализа последовательности импульсов, триггер 5 задани шага и скорости поиска, датчики 6 предельных значений параме ров, первый элемент 7 ИЛИ, кольцевое пересчетное устройство 8, D-трщтер 9, остановки установочными R-S входами, а также второй и третий элементы 10 и II ИЛИ. Первый и второй выходы квантовател 3 уровн соединены с соответствующими входами блока 4 анализа последовательности импульсов, третий вход которого соединен со вторым входом второго элемента 10 ИЛИ, четвертый вход - со вторым входом третьего элемента И ИЛИ, установочными входами кольцевого пересчетного устройства 8, установочными R-входом . Ь-триггера 5 задани щага и скорости поиска и S-входом D-триггера 9 остановки, п тый вход - с выходом триггера 5 задани шага и скорости поиска третьим входом квантовател 3 уровн и четвертыми входами исполнительных механизмов 2, первый выход - с первым входом третьего элемента 11 ИЛИ и входом тактовых импульсов кольцевого пёресчетного устройства 8, а второй выход - с установочным R входом D-триггера -9 остановки. Выходы кольцевого пересчетного устройства 8 соединены с соответствующими входами блока 4 анализа последовательности импульсов и первыми входами соответствующих исполнительirbix механизмов 2, вторые входы которых соединены с выходом триггера 1 знака, а третьи входы-с выходом триггера 9 остановки. Выходы исполргительных механизмов 2 каналов, в которых есть ограничени на ве:г|ичины оптимизируемых параметров, через датчики 6 предельных значений соединены с соответствующими входами первого элемента 7 ИЛИ. Второй выход квантовател 3 уровн соединен с первым входом второго элемента 10 ИЛИ и D-и С-в.ходами D-триГгера 9 остановки п-й выход кольцевого пересчетного устройства 8 соединен с D - и С входами триггера 5 задани щага и скорости поиска. Выход третьего элемента 11 ИЛИ соединен со вторым входом квантовател 3 уровн . Выход второго элемента 10 ИЛИ соединен со счетным входом триггера 1 знака. Экстремальный регул тор работает следующим образом. В начальный момент времени по импульсу Пуск триггер 5 задани щага и скорости поиска устанавливаетс в состо ние I, триггер 9 остановки - в состо ние 1, кольцевое пересчетное устройство 8 - в состо ние 1-0... О. Импульс Пуск через элемент 11 ИЛИ воздействует йкже на второй вход квантовател 3 уровн , устанавлива исходный уровень квантовани функции показател качества, поступающей с выхода объекта регулировани на первый (аналоговый) вход квантовател 3 уровн . Логическа 1 с выхода триггера 5 задани щага и скорости поиска воздейству на третий вход кв,антовател 3 уровн , устанавливают его в состо ние Больщой щаг и, воздейству на Четвертый вход исполнительных механизмов 2, устанавливает их в состо ние Больща скорость. Логическа единица с выхода первого разр да кольцевого пересчетного устройства 8 воздействует на первый вход первого из исполнительных механизмов 2 и последний начинает изменение первого из оптимизируемых параметров, в направлении, определ емом состо нием триггера 1 знака. При этом изменени остальных, оптимизируемых параметров не происходит, Носкольку на их первые входы соответствующих им исполнительных механизмов 2 воздействует логический О с выходом соответствзтощих разр дов кольцевого пересчетного устройства 8, что соответствует запрету включени ;соответствую1цихисполнительных механизмов 2, Оптимизируемый пара . метр Х подчин етс одному из неравенств а xi b илиxi а илиХ| Ь, где а, b - предельно допустимьге значени оптимизируемого параметра Xi: Соответствующий из датчиков 6 предельных значений по достижении оптимизируемым параметром своего предельно допустимого значени формирует короткий импульс Предельное значение (ПЗ), воздействующий через элементы 7 и 10 ИЛИ на счетнь1Й вход триггера 1 знака по которому. TpmrepJ знака измен ет свое состо ние на противоположное, что приводит к реверсу соответствующего исполнительного механизма 2. Функци показател качества с вы хода объекта регулировани вследствие изменени параметра Xj также измен ет1г и, в за висимости от направлени этого изменени , на первом выходе квантовател 3 уровн по вл ютс импульсы приближени зкстремума (ПЭ) при изменении функции показател качества на шаг квантовани (поиска) по направлению к экстремуму, а на втором выходе квантовател 3 уровн по вл ютс имггульсы удалени экс1ре мума (УЭ) - при изменении функции показател качества на шаг квантовани по направлению от экстремума. Импульсы УЭ через элемент 10 ИЛИ посту11ают на счетный вход триггера 1 знака, который по каждому импульсу УЭ, равно как и по импульсу ПЗ, измен ет свое со сто ние на противоположное, что приводит к реверсу соответствующего Исполнительного механизма The goal is achieved by the fact that the limit value sensors, an annular scaling device, a D-flip-flop stop and the first second and third OR elements are added to the controller, and the third 37 input of the pulse sequence analysis block is connected to the second input of the second element OR and the output of the first element OR, the fourth input - with the second input of the third element OR, the installation inputs of the ring scaler, the installation input of the trigger for the step and the search speed and nym S-input of a stop latch, a fifth input latch yield specifying step and the search speed, the third inputs of quantizer levels and fourth inputs of the actuators. The first) output 6d - with the first input of the third element OR and the input of the clock pulses of the ring scaler, the second output - with the installation R-input of the stop trigger, the outputs of the ring scaler connected to the corresponding inputs of the pulse sequence analysis unit and the first inputs of the corresponding actuators, the second inputs which are connected with the exit of the sign trigger, the third inputs - with the exit of the stop trigger, the outputs of the trigger mechanisms through the limit value sensors moat WMOs connected to respective rows of the first OR gate, the second output level quantizer is connected to the first input of the second OR gate and D; and C - the trigger stop inputs, the pth output of the ring tandem device is connected to the D - and C inputs three times of the drive and search speed, the output of the third element OR is connected to the second input of the level quantizer, the output of the second element OR is connected to the input trigger sign. The drawing shows the structural scheme of the proposed universal multidimensional extremal controller. The controller contains I 3Haka trigger, use mechanisms 2, 3 level quantizer, pulse sequence analysis block 4, search step increment and speed search 5, parameters 6 limit values of parameters, first element 7 OR, ring scaler 8, D-trailer 9 , stopping the installation RS inputs, as well as the second and third elements 10 and II OR. The first and second outputs of the 3-level quantizer are connected to the corresponding inputs of the pulse sequence analysis unit 4, the third input of which is connected to the second input of the second element 10 OR, the fourth input to the second input of the third element OR OR, the setting inputs of the ring scaler 8, the setting R- by the entrance. L-flip-flop 5 setting of the step and search speed and S-input of the D-flip-flop 9 stop, the fifth input - with the output of the trigger 5 setting the step and search speed by the third input of the level 3 quantizer and the fourth inputs of the actuators 2, the first output - with the first input the third element 11 OR and the input of the clock pulses of the annular display device 8, and the second output - with the installation R input of the D-flip-flop -9 stop. The outputs of the annular counting device 8 are connected to the corresponding inputs of the pulse sequence analysis unit 4 and the first inputs of the respective mechanisms 2, the second inputs of which are connected to the output of the 1-character trigger, and the third inputs to the stop 9-output. The outputs of the actuators of 2 channels, in which there are restrictions on the ve: r | reasons of optimized parameters, through sensors 6 limit values are connected to the corresponding inputs of the first element 7 OR. The second output of the 3-level quantizer is connected to the first input of the second element 10 OR and D- and C-V. D-Trigger 9 stops. The pth output of the ring scaler 8 is connected to the D - and C inputs of the trigger 5 of the switch and the search speed. The output of the third element 11 OR is connected to the second input of the level 3 quantizer. The output of the second element 10 OR is connected to the counting input of the trigger 1 character. Extreme controller works as follows. At the initial moment of time by the impulse Start, the trigger 5 is set for the step and the search speed is set to state I, the trigger 9 is stopped to state 1, the ring scaler 8 is set to 1-0 ... O. Start impulse through element 11 OR affects the second input of the level 3 quantizer, setting the initial level of the quantization function of the quality indicator coming from the output of the control object to the first (analog) input of the level 3 quantizer. Logically, 1 from the output of the trigger 5, setting the search stage and the search speed on the third input square, the 3 level antivator, sets it to the Large state and, affecting the Fourth input of the actuators 2, sets them to the Large speed. The logical unit from the output of the first bit of the ring metering device 8 acts on the first input of the first of the actuators 2 and the latter starts changing the first of the optimized parameters in the direction determined by the state of the trigger 1 character. At the same time, the rest of the optimized parameters do not change, so that the first inputs of the corresponding actuators 2 are affected by a logical O with the output of the corresponding bits of the ring scaler 8, which corresponds to the prohibition of switching on; the corresponding executive mechanisms 2, the pair to be optimized. meter X obeys one of the inequalities a xi b or ixi a or x | B, where a, b are the maximum allowable value of the parameter being optimized Xi: The corresponding sensor 6 limit values when the optimized parameter reaches its maximum allowable value forms a short impulse limit value (PZ) acting through the elements 7 and 10 OR on the counting input of the trigger 1 sign by which The TpmrepJ sign changes its state to the opposite, which leads to the reversal of the corresponding actuator 2. The quality indicator function from the output of the control object due to a change in the parameter Xj also changes and, depending on the direction of this change, at the first output of the level 3 quantizer pulses of approaching the extremum (PE) appear when the quality indicator function changes per quantization step (search) towards the extremum, and at the second output of the level 3 quantizer Ks1e Mum (UE) - when the quality indicator function changes per quantization step in the direction from the extremum. WE pulses through element 10 OR are placed on the counting input of the 1 character trigger, which for each pulse, as well as the impulse of the PP, changes its position to the opposite, which leads to the reverse Executive Mechanism
2. Последовательность по влени импул сов ПЭ, УЭ и ПЗ анализируетс блоком 4 анализа последовательности импульсов, который формирует на первом выходе импульс Переход при обнаружении любой из последовательностей: , ПЗ-УЭ-ПЭ, ПЭ-ПЗ, УЭ-ПЗ. Последовательность ПЗ-УЭ-ПЭ вл етс критерием того, что в данном канале регулировани с точностью не хуже шага квантовани (поиска ) найден частный экстремум функции показател качества, под которым понимаетс I max m«)( п) .V Vr-V« t где {, - функции показателе ййчества (здесь и в дальнейшем предполагаетс , что эта функци гладка и в течение времени, необходимого дл нахождени глобального экстремума может счи татьс статической); величина найденного частотного экстремума функции показа тел качества; 526 XK-регулируемый параметр. Последовательности ПЭ-ПЗ и УЭ-ПЗ вл ютс критерием, что в данном к&налерегупиро&ани частный экстремум находитс вне зоны допустимых значений регулируемс -о параметра и что найдено ближайщее к экстремуму значение функции показател качества, при которсш регулируемый параметр,еще находитс в зоне допустимых значений. Импульс Переход поступает на вход тактовых импульсов кольцевого пересчетного устройства 8, переводит логическую 1 в следующий его разр д, т.е. в состо ние 0-1-0...0, и начинаетс процесс отыскани частного зкстремума по следующему регулируемому параметру. Кроме этого, импульс Переход через элементы 11 ИЛИ поступает на третш вход квантовател 3 зфовн , устанавлива в качестве исходного уровн квантовани дл отьгскани частного экстремума по регулируемой переметтной XK величину УГПОХ к Отыскиваетс частный экстремум по следующему регулируемому параметру. Далее процесс повтор етс до оконщни цикла регулировани , т.е. до завершени процесса отыскани частного экстремума по последнему регулируемому параметру, когда логическа единица с выхода последнего, п-го разр да кольцевого пересчетного устройства 8, воздейству на О-и С-входы триггера 5 задани щага и скорости поиска, переводит его в состо иие О, что соответствует состо нию квантовател 3 уровн Малый -иаг и состо нию исполнительных механизмов 2 Мала скорость. Шклы регулировани по всем параметрам с малым шагом поиска (квантовани ) и малой скороспю изменени параметров повтор ютс до тех пор, пока в одном цикле регулировани во всех каналах регулировани не будет обнаружена одна из последовательностей импульсов: УЭ-ПЭ-УЭ-ПЭ-ПЗ УЭ-ПЗ или УЭ-ПЗ, кажда из которых вл етс критерием того, что в соответствующих: указанным последовательност м каналах регулировани с тоадоСтью не хуже щага квантовани (поиска) обнаружитс либо частный экстремум , либо ближайщее к нему значение функции показател качества, при котором регулируемый параметр еще находитс в зоне допустимых значений. Поскольку предполагаетс , что функци показател качества гладка , обнаружение указанных иоследовательностей в одном цикле регулировани во всех каналах регулировани вл етс критерием того, что находитс либо глобальный. экстремум функции показател качества (если он находитс в зоне допустимых начений регулируемых параметров), либо ближайшее к глобальному экстремуму значение функции показател качества, при котором веичины регулируемых параметров еще наход тс в зоне допустимых значений. При этом на втором выходе блока 4 анализа последовательйости импульсов формируетс короткий импульс , поступающий на установочный R-вход D-триггера 9 остановки и перевод иога его в состо ние О, что соответствует остановке всех исдолнительных механизмов. Если теперь статическа экстремальна характеристика смещаетс таким образом, что функци показател качества измен етс по направлению от зкстремума На величину, равную или больигщю шагу квантовани (поиска), на втором вьгходе квантовател 3 уровн по вл етс -импульс УЭ, который воздействует на D- и С-входы триггера 9 остановки, который переходит в состо ние 1 что приводит к включению исполнительных механизмов. Процесс поиска экстремума повтор етс вновь до отыскани новых координат глобального экстремума либо ближайшего к нему значени функции показател качества, при котором величины регулируемых параметро еще наход тс в зоне допустимых значений. Использование предлагаемого экстремального регул тора позвол ет автоматически оптимизировать режим работы обьектов, имеющих ограни чени на величины регулируемых параметров, и при этом не возникает непрерывных поисковых колебаний в зоне экстремума, что позвол ет исключить энергозатраты на них. Формула изобретени Экстремальный регул тор, содержащий тригге знака, квантователь уровн , св занный с блоком анализа последовательности импульсов, триггер задани шага и скорости поиска и исполнительные механизмы, отличающий с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей регул тора, в него введет. датчики предельных значений параметров, коль . цевое пересчетное устройство, D-Чриггёр останов ки и первый, второй и третий элементы ИЛИ,2. The sequence of occurrence of impulses PE, EE and PZ is analyzed by the pulse sequence analysis unit 4, which generates a pulse at the first output. Transition upon detection of any of the sequences: PZ-UE-PE, PE-PZ, UE-PZ. The PZ-UE-PE sequence is a criterion that in this control channel with an accuracy not worse than the quantization (search) step, a particular extremum of the quality indicator function is found, which is understood as I max m ") (n) .V Vr-V" t where {, is the function of the indicator of yychestvo (hereinafter it is assumed that this function is smooth and during the time necessary for finding the global extremum can be considered static); the magnitude of the found frequency extremum of the function of the quality bodies; 526 XK-adjustable parameter. The PE-PZ and UE-PZ sequences are a criterion that in this & nregregiro & and the particular extremum is outside the range of acceptable values, the -o parameter is found, and that the value of the quality indicator function closest to the extremum, with an adjustable parameter, is still in zone of acceptable values. Pulse Transition is fed to the input of the clock pulses of the ring scaler 8, converts the logical 1 to its next bit, i.e. to the state 0-1-0 ... 0, and the process of finding a private extremum begins according to the next controlled parameter. In addition, the impulse. Transition through elements 11 OR enters the third input of the quantizer 3 pf, set the initial quantization level for triggering a particular extremum using adjustable peratum XK, the value of the UTRD to. Partial extremum is searched for by the next adjustable parameter. Then the process is repeated until the end of the regulation cycle, i.e. before the process of finding a private extremum is completed by the last regulated parameter, when the logical unit from the output of the last, nth bit of the ring scaler 8, I affect the O and C inputs of the trigger 5 for setting the search and the search speed, translates it to O That corresponds to the state of the 3 level Small Gambler quantizer and to the state of the executive mechanisms 2 Small speed. In all parameters, the adjustment scales with a small search (quantization) step and a small rate of change of parameters are repeated until one of the sequences of pulses is detected in one control cycle in all control channels: UE-PE-UE-PE-PZ UE -PZ or UE-PP, each of which is a criterion that the corresponding: specified sequences of adjustment channels with a toy should be no worse than a quantization (search) step, or a partial extremum or the closest value of the indicator function quality, in which the adjustable parameter is still in the zone of acceptable values. Since it is assumed that the quality indicator function is smooth, the detection of these and sequences in one control cycle in all control channels is a criterion of what is or global. the extremum of the quality indicator function (if it is in the zone of allowable values of the controlled parameters), or the value of the quality indicator function closest to the global extremum, at which the variables of the controlled parameters are still in the zone of allowable values. At the same time, at the second output of the pulse sequence analysis unit 4, a short pulse is generated, which arrives at the set R input of the D-flip-flop 9 stop and translates it to the O state, which corresponds to the stopping of all the extra mechanisms. If the static extremal characteristic is now shifted in such a way that the quality indicator function changes in the direction from the extremum. A value equal to or greater than the quantization step (search), on the second trigger of the level 3 quantizer, appears UE pulse, which affects D and The C-inputs of the stop trigger 9, which enters state 1, which leads to the activation of the actuators. The process of searching for the extremum is repeated again until the new coordinates of the global extremum are found or the closest to it value of the quality indicator function, at which the values of the controlled parameters are still in the zone of allowable values. The use of the proposed extreme controller allows to automatically optimize the mode of operation of objects that have limitations on the values of the controlled parameters, and at the same time there is no continuous search fluctuations in the extremum zone, which eliminates the energy consumption for them. Claims of the invention An extremal controller containing a sign trigger, a level quantizer associated with a pulse sequence analysis unit, a trigger for specifying a step and a search speed, and actuators, which will be introduced into it to expand the functionality of the controller. limit value sensors, col. target scaling device, D-Chrigger stops ki and the first, second and third elements OR,
744452 причем третий вход блока анализапоследовательности импульсов соедш{ен со вторым входом второго элемента ИЛИ и выходом первого элемента ИЛИ, четвертый вход - со вторым входом третьего элемента ИЛИ, установотыми входами кольцевого пересчетного устройства, установочными входом триггера задани шага и скорости поиска и установочным S-входом триггера остановки, п тый вход - с выходом триггера задани шага и скорости поиска, третьим вх:одом квантовател уровн и четвертыми входами исполнительных механизмов, первый выход - с первым входом третьего элемента ИЛИ и входом тактовых импульсов кольцевого пересчетного устройства, второй выход - . с установочным R-входом триггера остановки, выходы кольцевого пересчетного устройства соединены с соответствуюшими входами блока анализа последовательности импульсов и первыми входами соответствуюшйх исполнительных механизмов , вторые входы которых соединены с выходом триггера знака, третьи входы - с вь ходом триггера остановки, выходы исполнительных механизмов через датчики предельных значений параметров соединены с соответствуюшими входами первого элемента ИЛИ, второй выход квантовател уровн соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и D- и С-входами триггера остановки, п-й выход кольцевого пересчетного устройства соединен с D- и С-входами триггера задани шага и скорости поиска, выход третьего элемента ИЛИ соединен со вторым входом квантовател уровн , выход второго элемента ИЛИ соединен со входом триггера знака. Источники информации, прин тые во внимание при экспертиз;; 1.Авторское свидетельство СССР № 268533, кл. Q 05 В 13/02, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР W 326550, кл. Q 05 В 13/02, 1970 (прототип).744452 where the third input of the pulse sequence analysis unit is connected to the second input of the second OR element and the output of the first OR element, the fourth input to the second input of the third OR element, set inputs of the ring counter, the search step trigger and the setting S- the trigger trigger input, the fifth input — with the trigger output of the step setting and the search speed, the third input: the level quantizer and the fourth inputs of the actuators, the first output — with the first input th third OR gate and the input clock annular scaler, the second output -. with the installation R-input of the stop trigger, the outputs of the ring scaler are connected to the corresponding inputs of the pulse sequence analysis unit and the first inputs of the corresponding actuators, the second inputs of which are connected to the output of the sign trigger, the third inputs are connected to the stop trigger, the outputs of the actuators via sensors the limiting values of the parameters are connected to the corresponding inputs of the first OR element, the second output of the level quantizer is connected to the first input the second about the OR element and the D and C inputs of the stop trigger, the nth output of the ring scaler is connected to the D and C inputs of the trigger for setting the step and the search speed, the output of the third OR element is connected to the second input of the level quantizer, the output of the second OR element connected to the trigger input of the sign. Sources of information taken into account in the examination ;; 1. USSR author's certificate number 268533, cl. Q 05 B 13/02, 1969. 2. The author's certificate of the USSR W 326550, cl. Q 05 13/02, 1970 (prototype).
1( one(