SU873209A2 - Идентификатор возмущающих и управл ющих воздействий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано при экспериментальных исследовани х систем автоматического управлени  и регулировани ,, а именно дл  эксперимен тального определени  возмущающих и управл ющих воздействий, прикладывае мых к объектам управлени  и регулиро вани , а также может быть использова но при организации адаптивного управ лени , при испытани х систем управле ни  .и при контроле их технического состо ни .. По основному авт. св. 744473 известен идентификатор возмущающих и управл ющих воздействий, содержащий блоки.формировани  разности сигналов , в каждом из которых первые входы первого и второго ключей объединены , выход второго ключа соединен с першлм входом блока пам ти, к первому входу блока сравнени  подключен выход блока пам ти, первый делитель напр жени , первый вход и выход кото рого соединены соответственно с вызсодом блока сравнени  первого олока формировани  разности сигналов И вхо дом второго делител , блок задержки, вход которого соединен со вторым входом первого клке1а первого блока формировани  разности сигналов, квад ратор,.генератор импульсов, индикатор состо ни  исполнительного органа и блок распределени  импульсов, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход соединен со вторыми входами вторых ключей первого и второго блоков формировани  разности сигналов, а второй выход со входом блока задержки и со вторыми входгийи первого ключа и блока пам ти первого и второго блоков форкшровани  разности сигналов, выход блока задержки через индикатор состо ни  исполнительного органа соединен со вторым входом второго ключа и вторыми входами перв.ого ключа и блока пам ти третьего блока формировани  разности сигналов, общие входы первого и второго ключей которого соединены с выходом второго делител  напр жени , второй вход первого делител  напр жени  соединен с выходом блока сравнени  второго блока фО1 «ировани  разности сигналов, общие входы двух ключей которого соединены с квадратором, а в каждом блоке формировани  разности сигналов вторые входы блока сравнени  и блока пам ти

соединены соответственно с выходом и вторым входом первого ключа О J.

Недостаток данного изобретени  заключаетс  в том, что функциональные возможности ограничены услови ми посто нства приложенного к объекту возмущающего воздействи , т.е. услови ми f(t) const.

Цель изобретени  - расширение возможностей индентификатора и возможности работать в услови х нестационарных возмущакщих воздействий, т.е. при f(t) const.

Эта цель достигаетс  за счет того, что в первый и второй блоки формировани  разности сигналов идентификатора дополнительно введены второй и третий блоки задержки/ вход и выход каждого из которых соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, а в третий блок формировани  разности сигналов введены последовательно соединенные четвертый блок задержки , блок считывани .

При посто нно-кусочной аппроксимации f(t) можно считать, последовательно соединенные экстрапол тор и третий ключ, вход экстрапол тора и выход третьего ключа соединены соответственно с первым входом и выходом блока пам ти, вход блока задержки и выход блока считывани  соединены соответственно с входом второго ключа и третьим входом блока пам ти, а второй вход блока Пс1м ти соединен с вторым входом третьего ключа.

На фиг. 1 показана фазова  тра ктори , участок ОА,на которой соответствует движению объекта при нес.тацио-. нарном возмущающем воздействии f(Ь)Ф t const и при выключенном исполнительном органе управл ющей системы, а на участке АВ к объекту одновременно приложены и возмущающее f(t) и управл ющее ) воздействи . ТочкаМи на траектории отмечены положени  объекта управлени , в которые производ тс  измерени  координаты х и скоскорости движени  х. В точке А происходит включениеоисподнительного органа , что на достаточно мгшых интервалах 1-2, 2-3, 3-4,... участка ОА фазовой траектории движение изобра; (ающей точки описываетс  уравнением

(l,( (1)

S & - а «

а.на интервалах 1-2,2-3,

4 - 4 ,... участка АВ - уравнени ем

jH i i t j i4Hf-l) ,

где х,х. ИХ:- значени  положений

и скоростей движени  объекта соответственно в точке t на участке ОА и в точке j на участке АВ траекто рии;

f,- - значение возмущающего воздействи  на

i-м интервале участка ОА, i 1 (1)п, fj - значение возмущающего воздействи  в момент tj ;

Mj - значение управл ющего воздействи  в момент времени t,, j l(1)m. . Так как на участке АВ (фиг. 1) не удаетс  разделить одновременно приложенные к объекту возмущающее и управл ющее воздействи , то в идентификаторе в качестве используютс  значени  f , прогнозируемые в экстрапол торе на моменты времени t, по множеству значений f , i 1(1 )n. Искомые значени  возмущающего воздействи  определ ютс  идентификатором, путем последовательного измерени  значений положени  и скорости движени  объекта в соседних точках фазовой траектории на участке ОА и преобразовани  сигналов в соответствии с формулой

,)1СХгХи.)Г (3)

Результат этого преобразовани  подаетс  на первый выход идентификатора и на вход экстрапол тора, в котором по последовательности значений {f , f 1, . . . формируютс  значени  П в упрежденные моменты времени при включенном исполнительном органе на участке АВ.

Искомые значени  управл ющего воздействи  /i определ ютс  идентификатором путем совместного преобразовани  опрогнозированных значений f и результатов измерени  значений положени  и скорости движени  объекта в ,точках J на участке АВ фазовой тратраектории по формуле

(..)Г-«Т- (4)

Результат преобразовани  по формуле (4) подаетс  на второй выход идентификатора .

На фиг. 2 - блок-схема идентификатора .

Идентификатор содержит генератор 1 импульсов, блок распределени  импульсов , например коммутатор 2,квадратор 3, первый, второй и третий блоки 4-6 формировани  разности сигналов , блок 7 задержки, первый делитель 8 напр жени , второй делитель 9 напр жени , индикатор 10 состо ни  исполнительного органа, первый ключ

11, второй ключ 12, блок 13 ПсМЯТИ,

блок 14 сравнени , второй и третий блоки 15 и 16 задержки, блок 17 считывани , экстрапол тор 18, третий ключ 19. Ключи 11 и 12 и блоки 13 и 14 вход т в состав каждого из блоков формировани  разности сигналов. ,

Генератор 1 импульсов предназначен дл  формировани  управл ющих импульсов , которые распредел ютс  блоком (коммутаторс1м) 2 по устройствам идентификатора в моменты времени, со ответствующие точкам 1-3..., 1 ,2, 3 ,... фазовой траектории {фиг. 1). При этом в первых точках на участках ОА и АВ (соответственно точки 1 и 1) импульсы подаютс  с первого выхода коммутатора 2 на вторые входы блоков 4 ,и 5 формировани  разности сигндшов В остальных точках фазовой траектории (фиг. 1) импульсы подаютс  со . второго выхода коммутатора 2 на блок 7 задержки и на третьи входы блоков U и 5 формировани  разности сигналов Блок 4 формировани  разности сигнало предназначен дл  формировани  сигналов , соответствующих разности значений x..-x,j. в блоке 5- фор мируютс  сугналы, соответствующие разности значений . В блоке 7 входной импульс задерживаетс на врем , необходимое дл  выполнени  операции делени  в делител х напр же ни  8 и 9. В индикаторе состо ни  ис полнительного органа 10 осуществл ет с  распределение импульсов с блока 7 на второй и третий входы третьего блока 6 формировани  разности сигналов в зависимости от состо ни  испол нительного органа: если он выключен, то импульс подаетс  на второй вход, если включен, то - на третий вход блока 6. Делители напр жени  8.и 9 служат дл  выполнени  операций, предусмотренных фор 4улами (3) и (4). . Второй блок 15 задержки в блоках 4 и 5 осуществл ет задержку сигналов X. , Xj и х, X.J с последующей их записью в блок 13 пам ти. Блок 16 слу жит дл  задержки сигнала, поступающего .на второй вход блока 6 с индика тора 10, и последующей передачи его на вход блока 17 считывани . Блок 17 осуществл ет списывание в блоке 13 пам ти значени  f , поступившее на ; него с выхода делител  9 напр жени  через второй ключ 12, и обеспечив1ает тем самым отсутствие сигнала на выходе блока 13 пам ти при включении исполнительного органа и подаче им .пульса на третий вход 6 блока. В экстрапол торе 18 по поступившей на участке ОА последовательности {f , f ,. , . f осуществл етс  прогнозирование значений на моменты времени, соответствующие точкам 1, 2 , 3 ,.. участка АВ фазовой траектории (фиг. 1). Ключ 19 служит дл  подключени  выхода экстрапол тора к первому входу блока 14 сравнени . HcKONEJe значени  возмущающего воздействи  f на интервалах участка ОА (фиг. 1) получают на выходе дели-, тел  9 напр жени , коэффициент делени  которого равен двум. Значени  управл ющего воздействи  интервалах участка АВ (фиг. 1) получают на выходе блока 14 сравнени  блока формировани  разности сигналов 6. Идентификатор работает следующим образом. В процессе движени  объекта управлени  с выключенным исполнительным органом на участке ОА (фиг. 1) в первой точке (точке 1) с коммутатора подаетс  управл ющий сигнал на вторые входы блоков 4 и 5, соединенные со вторыми входами их вторых ключей 12, которые открываютс  и через них сигналы , соответствующие значени м положени  х (дл  блока 4) и квадрата скорости х (дл  блока 5) поступают на блоки 13 пам ти. Во второй и последующих точках участка ОА (фиг. 1) управл ющий сигнал со второго выхода коммутатора 2 подаетс  на третьи входы блоков 4 и 5 и на вход блока 7 задержки . При этом открываютс  первые ключи 11 блоков 4 и 5 и на вход блока задержки соответствующие значени м Х2(х, х..,} и х(х|,х , , . ) поступают через них на вторые входы блоков 14 сравнени .блоков 4 и 5. На первые входы блоков 14 сравнени  поступают сигналы, ранее записанные в блоки 13 пам ти. После этого с задержкой,необходимой дл  передачи сигнгша с блока 13 пам ти на первый вход блока 14 сравнени , на первый вход блока 13 пам ти с выхода блока 15 передаетс  сигнал, ранее поступающий на второй вход блока 14 сравнени . В точках 3 и 4... участка ОА (фиг. 1) идентификатор работает аналогично. В ре-. зультате на выходе блока 4 формируютс  сигналы, соответствующие разност .е. х;-х т м , XQ-XO, . - 1 мп , а на выходе блока 5 ., х, . .., т.е. . После делени  сигналов в делител х 8 и 9 напр жени  на первом выходе идентификатора формируютс  сигналы, соответствующие значени м возмущающего -воздействи  f, на интервала} участка ОА (фиг. 1). Эти сигналы в третьем блоке б формировани  разности сигналов через ключ 12, который открываетс  при поступлении импульса на второй вход блока 6, поступают на вход экстрапол тора 18 и на первый вход блока 13 пам ти. Сигнал, поступивший на первый вход блока 13, списываетс  путем подачи на его третий вход через третий блок 16 задержки и блок 17 считывани  сигнала со второго входа блока 6. Величина задержки в блоке 16 не должна превышать промежутка времени до прихода следующего импульса с индикатора 10 и обеспечивать отсутствие сигнала на выходе блока 13 при подаче импульса на третий вход блока 6. При срабатывании исполнительного органа и движении объекта управлени  на участке АВ (фиг. 1) в точках 1, 2®, 3... импульсы со второго выхода

коммутатора 2 поступают на третий йход блока 6. Открываетс  первый ключ 11 блока 6, и сигнал, соответствующий суммарному значению возмущакхцего и управл ющего воздействий, с выхода делител  9 напр жени  поступает на второй вход блока 14 сравнени ,. Открываетс  и ключ 19, через который с экстрапол тора 18 на пераый вход блока 14 сравнени  поступает сигнал о значении возмущающего воздействи , спрогнозированном на ыочюпт времени, соответс-Гвуювдий точк.ам 1, 2 , 3 ... участка АВ (фиг. 1). В результате на выходе блока 14 сравнени  формируетс  сигнал, соответствующий значению управл ющего воздействи  в точках 1 , 2, 3... При этом точность идентификгщии управл ющего воздействи  зависит от характера изменени  возмущающего воздействи  и точности работы экстрапол тора 18. Наибольша  точность достигаетс  при регул рней медленно мен ющемс  возмущающем воздействии .

Предлагаеквлй идентификатор обеспечивает последовательное определение значений возмущающих и управл ющих воздействий на интервалах их кусочно-посто нной аппроксимации и тем самым позвол ет преодолеть ограничени  на область применени  основного изобретени , вызванные необходимостью выполнени  услови  посто нства прикладываемого к объекту управлени  возмущающего воздействи .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 744473, 10й3.77 (прототип).

-Х