SU805250A1

SU805250A1 - Optimal control system for objects of second magnitude

Info

Publication number: SU805250A1
Application number: SU792705416A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Синеглазов
Priority date: 1979-01-02
Filing date: 1979-01-02
Publication date: 1981-02-15

Description

(54), СИСТЕМА ОПТИГ ЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ ВТОРОГО(54), OPTIG MANAGEMENT SYSTEM OF SECOND-SIDE OBJECTS

- ПОРЯДКА . гель .подключен ко второму входу первого сумматора, второй вход - к первому выходу первого триггера, а выход - к четвертому входу первой морели, п тый вход которой подключены к выходу первого суи-платора, а второй . выход первого триггера подключен, ко. входу объекта ИзЗ.Известна :система обладает низкими характеристиками по точности. Цель изобретени - повыиение точности системы. Поставленна цель достигаетс тем что в системе установлен координатный преобразователь, причем выход первого сул 1атора и второй выход объекта соединены с соответствующими входами первой модели через коордй натный преобразователь, третий вход которого соединен с выходом интегратора , а четвертый вход - со вторым выходом первого триггера. На фиг. 1 представлена блок-схема системы; на фиг. 2 - фазовый портрет cncTeNW. Система содержит первый, второй и третий сумматоры 1-3, первую и вт рую модели 4 и 5, блок б сравнени , нуль-орган 7 блок 8 управлени перво моделью, первый и второй триггеры 9 и 10, блок 11 Эквивалентность, пер вый и второй функциональные преобразователи 12 и 13, блок 14 умножени интегратор 15, объект 16, блок 17 начальных Уставок, блок 18 самонастрой ки, контур 19 идентификации, координатный преобразователь 20. и LОL(см.фиг. 2)- линии переключени при наличии и отсутствии запаздывани в управлении, хТМи фазовые координаты модели, X(t), x(t фазовые координаты объекта, Т {tj заданнцее воздействие. , Задачей оптимальной по быстродей ствию системы управлени объектами второго пор дка вл етс формирование последовательности оптимальных управлений вида ± или t U щах f где -максимальное значение управл ющих воздействий как функции фазовцх координат объекта управлени X,ft) i{t) и число времениого запаздывани в управлении 9 При этом система реализует нелинейный закон управлени , определенны на фазовой плоскости уравнени линии переклпочени . Причем при достижении фазовой точкой кривой переключени п исходит изменение управл ющего возде стви , подаваемого на объект через временное, запаздывание в управлении Дл иск; ючени необходимости ис пользовани блока посто нного или ре гулиру,емого запаздывани , внос щего дополнительную погрешность, целесообразно воспроизводить линию пере ключени в преобразованных координа тах. Поскольку кусочно-линейна или кусочно-нелинейна аппроксимаци функции переключени сопр жена со значительными погрешност ми, то дл реализации закона управлени может быть использована: модель, многократно и в быстром времени реализующа уравнени движени объекта4 огда параметры объекта неизвестны, то непосредственное построение линий ереключени невозможно и дл реализаци .и оптимального по быстродействию алгоритма управлени необходимо идентифицировать объект. Таким образом текущее значение фазовых переменных объекта в преобразованных координатах зависит от текущих значений координат объекта, текущего значени управл ющего воздействи объекта, параметров объекта, чистого временного запаздывани . Предлагаема система работает следующим образом. Изменение значени .задающего воздейств .и . Plt); поступающе о на вход сумматора 1, дл изменени параматров объекта 16 приводит к по влению на его выходе отклонени регулируемой переменной X-f(t). По знаку K-f(t} блок 17 начальных уставок производит выбор значени управлени на начальном участке движени объекта 16, что обеспечиваетс начальной установкой триггера 9. При этом триггер 10 переводитс в то же состо ние, что и триггер 9, а логический блок 11 Эквивалентность выдает сигнал 1 на вход блока 8 управлени первой моделью. Это вызывает , с одной стороны, перевод модели 4 в режим периодического решени , а с другой стороны вьщачу управлени (И Х-((1г) на входы объекта 16, второй модели 5 и функционального преобразовател 13, координатного преобразовател 20. Выходные сигналы объекта 16 и модели 5 поступают, на входы сумматора 2 дл формировани сигнала рассогласовани €(t), вызванного изменением параметров объекта 16. Сигнал E.{t) с выхода сумматора 2 подаетс на один из входов блока 14 умножени , на другой вход которого поступает выходной сигнал функционального преобразовател 13, структура которого определ етс по методу вспомогательного оператора. Выходной сигнал блока 14 умножени , определ ющий скорость изменени переменных параметров объекта 16, посредством интегратора 15 подаетс на входы первой и второй моделей 4 и 5 и третий вход координатного преобразовател 20. При этом на вход первой модели с сумматора 3 поступает сигнал OH где io определ етс видом задающего воздействи -Sp (.-fc) .и. формируетс при прохождении f (t) через функциональный преобразователь 2. Изменени переменных объекта 16 X(t) ц X3,(t) через координатный преобразователь 20, где происходит преобразование координат с целью компенсации чистого временного запаздывани , поступают как начальные услови в модель 4, Как только координата модели 4- ORDER. gel is connected to the second input of the first adder, the second input to the first output of the first trigger, and the output to the fourth input of the first sea, the fifth input of which is connected to the output of the first sui-plator, and the second. the output of the first trigger is connected to. IZZ is known to the input of the object. The system has low accuracy characteristics. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the system. The goal is achieved by the fact that a coordinate transducer is installed in the system, with the output of the first controller and the second output of the object connected to the corresponding inputs of the first model via a coordinate converter, the third input of which is connected to the integrator's output, and the fourth input to the second output of the first trigger. FIG. 1 is a block diagram of the system; in fig. 2 - phase portrait cncTeNW. The system contains the first, second and third adders 1-3, the first and the second models 4 and 5, the comparison block b, the null organ 7 the first model control block 8, the first and second triggers 9 and 10, the block 11 equivalence, the first and the second second functional converters 12 and 13, block 14 multiplying integrator 15, object 16, block 17 initial Settings, block 18 self-tuning, identification circuit 19, coordinate converter 20. and LOL (see fig. 2) - switching lines in the presence and absence control delays, xTMi phase coordinates of the model, X (t), x (t phase coordinates that, T {tj is a predetermined action. The task of the optimal speed control system of second-order objects is the formation of a sequence of optimal controls of the form ± or t U steps f where is the maximum value of the control actions as a function of the phase coordinates of the control object X, ft) i (t) and the number of time delays in control 9 In this case, the system implements a non-linear control law defined on the phase plane of the switching line equation. Moreover, when the phase point of the switching curve n is reached, a change in the control gain is applied to the object through a temporary delay in the control. It is advisable to reproduce the switching line in the transformed coordinates if it is necessary to use a constant block or a regulator, a late delay that introduces additional error. Since a piecewise linear or piecewise nonlinear approximation of the switching function is conjugated with significant errors, to implement the control law the model can be used, realizing the motion equations of an object many times and in fast time, the object parameters are unknown, it is impossible to directly construct switching lines and In order to implement and the performance-optimal control algorithm, it is necessary to identify the object. Thus, the current value of the phase variables of the object in the transformed coordinates depends on the current values of the coordinates of the object, the current value of the controlling effect of the object, the parameters of the object, and the net time delay. The proposed system works as follows. The change in the value of the impact .and. Plt); arriving at the input of the adder 1, to change the parameters of the object 16 leads to the appearance of a controlled variable X-f (t) at its output. By the sign of Kf (t}, the initial setpoint block 17 selects the control value in the initial part of the movement of the object 16, which is ensured by the initial setting of the trigger 9. In this case, the trigger 10 is transferred to the same state as the trigger 9, and the logic block 11 Equivalence issues signal 1 to the input of control unit 8 of the first model. This causes, on the one hand, the transfer of model 4 to the periodic decision mode, and on the other hand, the control (AND X - ((1g) to the inputs of object 16, the second model 5, and functional converter 13, coordinate preo The transmitter of the object 16 and model 5 is fed to the inputs of the adder 2 to form the error signal € (t) caused by the change of the parameters of the object 16. The signal E. (t) from the output of the adder 2 is fed to one of the inputs of the multiplication unit 14, To the other input of which the output signal of the functional converter 13 is received, whose structure is determined by the auxiliary operator method. The output signal of the multiplication unit 14, which determines the rate of change of variable parameters of the object 16, by means of the integrator 15 Tc to the inputs of the first and second models 4 and 5 and the third input of the coordinate converter 20. At the same time, the input of the first model from the adder 3 receives the signal OH where io is determined by the type of the specifying influence -Sp (.-fc) .and. formed by passing f (t) through functional converter 2. Changes in object variables 16 X (t) c X3, (t) through coordinate converter 20, where coordinate transformation takes place in order to compensate for pure time lag, arrive as initial conditions in model 4, As soon as the coordinate of the model 4

Xj(V), где V-t//i,ju -MacmTa6 времени, образуемый в процессе решени моделью 4 уравнений движени объекта 16, принимает нулевое значение , нуль-орган 7 вырабатывает сигнал, поступающий на входы блока управлени моделью и блок 6 сравнени . При этом блок 6 сравнени определ ет знак переменной X(V/,noступающей на его другой вход, и возбуждает в зависимости от значени Xj (V), where V-t // i, ju -MacmTa6 of time formed in the process of model 4 solving the equations of the object 16, takes a zero value, the zero-body 7 generates a signal arriving at the inputs of the model control unit and the comparison unit 6. In this case, the comparison unit 6 determines the sign of the variable X (V /, acting on its other input, and excites, depending on the value

siffn )f(V) один из входов триггера 9. Поскольку до достижени изображающей точкой объекта 16 линии переключени знак переменной X-f(t) .не мен етс , то начальное значение управлени UQ сохран етс неизменным . В то же врем сигнал, поступающий с нуль-органа 7 на блок управлени моделью 8,. вызывает изменение режима работы модели 4, перевод ее в режим задани начальных условий. После этого, весь режим работы систеки повтор етс до тех пор, пока при возбуждении нуль-органа 7 блок 6 сравнени не определит изменени знака переменной X4(VJ при Xi(V) 0 Это свидетельствует о прохождении т;раектории изображающей точки модели .4 через начало координат системы. Пр этом триггер 9 измен ет свое состо ние , а значит и управление UQ .siffn) f (V) is one of the inputs of the trigger 9. Since until the switching point of the object 16 reaches the switching line, the sign of the variable X-f (t) does not change, the initial control value UQ remains unchanged. At the same time, the signal from the null organ 7 to the model control unit 8 ,. causes a change in the mode of operation of model 4, putting it into the mode of setting initial conditions. After that, the entire system of operation of the Cistera repeats until the excitation of the null organ 7, the comparison unit 6 determines the change of sign of the variable X4 (VJ at Xi (V) 0 This indicates the passage of t; the origin of the system.This trigger 9 changes its state, and hence the control UQ.

Поскольку состо ние триггеров 9 и 10 в этом случае не совпадает, то логический блок 11 Эквивалентность останавливает решение на модели 4. Движение объекта 16 при подобном управлении происходит по траектории. обеспечивающей минимальную длительность процесса управлени .Since the state of the triggers 9 and 10 in this case does not coincide, the logical block 11 Equivalence stops the decision on model 4. The movement of the object 16 with such control occurs along the trajectory. ensuring the minimum duration of the control process.

Результаты исследований показывают , что по сравнению с известной системой повышаетс точность реали0 зации процесса управлени на 35% при сохранении быстродействи .Research results show that, compared with the known system, the accuracy of the control process is increased by 35% while maintaining speed.

Claims

1. USSR author's certificate for application number 1934939 / 18-24,

cl. q 05 В 13/02, 06/18/73.

2. USSR author's certificate 35 № 643833, cl. Q 05 B 13/02, 17.09,76.

3. USSR author's certificate No. 651308, cl. G 05 B 13/02, .77. (prototype).