Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что в регул тор дополнительно ввод т вторые датчики фазовых координат, преобразователи координат и функциональные преобразователи, выходцы датчиков фазовых координат соединены с соответствук цими входами преобразователей координат, выход первого преобразовате-п координат соединен со входом устройства определени знака и первыь входом пе(вого KOhmaратора , выход устройства определени модул соединен с первьтг.ш вxoдa tи вторых компараторов, вторые входы первого и вторых компараторов соеди нены с выходами соответствующих функционгальных преобразователей, выходы вторых преобразователей координат соединены с соответствующими входами функциональных преобра зователей, а выход устройства запом нани экстремума соединен с одним и входов функциональных преобразовате лей кроме перв.ого. На чертеже изображена блок-схема регул тора, Регул тор включает в себ К датчиков фазовых координат 1, К преобразователей координат 2, устройство определени модул 3, устройство запоминани экстреь{ума 4 , функциональные преобразователи 5, устройство перемножени знаков релейных сигналов 6, устройство определени знака 7, компараторы 8 и дифференцирующее устройство 9. Выходы всех датчиков 1 соединены с соответствующими входами всех преобразователей 2, выход первого из которых соединен со входом устройства определени модул 3, устройством определени знака 7 и первым входом первого компаратора 8, выходы последующих преобразователей 2 соединены с соответствующими входами всех функциональных преобразователей 5, выход первого функционального преобразовател 5 соединен со вторым входом первого компаратора 8. Выход устройства определени модул 3 подключен ко входу устройства запог-шнани экстремума 4, выход которого подключен к первому входу всех преобразователей 5 кроме первого, выходы которых подключены ко вторым входам соответствующих второго и последующих компараторов 8, а первые входы компараторов 8 кроме первого подключены к выходу устройства 3. Выходы всех компараторов 8 подключены ко входам устройства перемножени знаков релейных сигналов 6, а выход устройства определени знака 7 через дифференцирующее устройство 9 подключен ко входу обнулени устройства 4 . Каждый из преобразователей 2 ализует операцию { Е 4j где х- - выходной сигнал i-ro преобразовател 2; у. - выходной сигнал j-ro датчика 1. Устройство запоминани максимума 4 совместно с устройством определени модул - 3, устройством определени знака 7 и дифференцирующим устройством 9 формируют сигнал Х|„ на выходе устройства 4, определ емые выражени ми при sign X, sign х, at при sign х - sign х. d sign X dt Обнуление запомненного сигнала х ализуетс при : ройствами 7 и 9. Сигнал V на выходе первого компаратора 8 определ етс зависимостью V - sign 5 , где ,+f (Xj,x,... x) , а функци fj, (Xj ,Xj, .. . , реализуетс в первом функциональном преобразователе 5. Сигнал W на выходе второго и последующих компараторов 8 определ етс зависимостью W| - sign 3 , i 1,2,..., и-к, где 3ei-/Xi/ + fi {х,х,х, . . . , , а функци fi (, jX , . . . ,Хц) реализуетс Е функциональных преобразовател х 5, кроме первого. Устройство умножени знаков релейных сигналов 6 реализует операцию где и - выходной сигнал устройства б, определ ющий знак управл ющего воздействи системы управлени , Известный регул тор при наличии и датчиков реализует (и-1) мерную гиперповерхность оптимального переключени в имерном измерительном базисе При наличии К датчиков (К-и) в К мерном измерительном базисе нельз реализовать полную гиперповерхность оптимального переключени дл определени .асах (и-1) переключений, так как в рассматриваемом случае размерность гиперповерхности равна или меньше размерности измерительного базиса. Гиперповерхность оптимального переключени строитс методом поп тного движени путем последовательного увеличени размерности от одномерного многообрази - фазова траектори последнего интервала управлени до (и-г1) мерного многообра3I-M точек - совокупность фазовых траекторий второго интервала. В предлагаемом регул торе (К-1) мерное многообразие точек поверхности оптимального переключени реализуетс в К мерном измерительном базисе дл определени (п-К+1)-го и последующих переключений вплоть до отключени управлени . Дл этого семейство траекторий (и-к+2) интервала управлени проектируют на К мерное измер емое подпространство и определ ют положение проекции изображающей точки в измер емом подпространстве относительно полученной проекции по зависимости ff 0, где 5 (Xj, Xj,...,Xi(,) уравнени проекций семейства фазовых траекторий (л-К+2) интервала управлени на измер емое подпространство. Так, например. при К 2 измер емые сигналы х, и х дают на плоскости в ортах х, и х в измер емом подпространстве точку, соответствующую проекции изображающей точки в пространстве состо ний на плоскость х, Xj,, а уравнени + fо(Х; соответствуют проекции на плоскость х х j фазовой траектории последнего интервала управлени проход щей через конечную точку при ведени . Последнее переключение про изойдет в момент, когда проекци изображающей точки в измер емом подпространстве, движение которой определ етс траекторией предпослед него интервала, совпадает с проекцией фазовой траектории последнего интервала. В пространстве состо ний (и-К)-е переключение определ етс К мерным множеством точек переключени . В этом К Мерном множестве выдел ют се мейство (К-1) мерных множеств по многообразию параметра Хк„с„. Например , объем разбивают на семейство поверхностей, кажда из которых соответствует определенному значению X „. Выделенное (К-1) мерТзое множество в данном случае вл етс про екцией на измер емое подпространств состо ний точек (vi-K)-ro переключени при точечном отображении област фиксируемого- экстремума по гиперповерхности оптимального переключени и может быть реализована зависимостью Х(л-к 0. Область фиксируемого экстремума X кпаж определ етс как пространство (м-2)-го пор дка по признаку х х, 0. Точечное отображение этого пространства на семейство фазовых траекторий второго интервала, т.е. на полную гиперповерхнссть оптималь ного переключени ,будет так же (и-2 мерное многообразие. Чтобы размерность выделенных областей точек первого и последующих переключений была не более (-K-l) и она могла бы быть реализована зависимостью в К мерном базисе не обходимо сократить .размерность обла ти фиксируемого экстремума. Дл это го в области фиксируемого экстремум значени высших производных принимаютс равными нулю, т.е. .и-1 () О,.. . ,х О, X Например, на измер емом подпрост ранстве второго пор дка - плоскости (К-2) можно выделить одномерные однообрази - линии переключени . При т 3 область фиксируемого экстрему ма одномерна, так как отличаетс значением второй производной дл зн чений х, ; Х;, 0. Область фиксируемого экстремума (линию по фазовы траектори м) отображают на поверхность оптимального переключени , где она даст кривую и проектируют вновь полученную кривую на плоскость х,х-,. Проекци этой кривой может быть выражена зависимостью / к,/ + f(х ,х ), а момент переключени определ тьс по зависимости О. При и 4 область фиксируемого экстремума двумерна и вл етс плоскостью с ординатами Ц , х , т.е. в точке экстремума могут быть произвольными величины второй и третьей производной. Выбрав х О, сократим размерность области фиксируемого экстремума до одномерного. Семейство оптимальных процессов, дл которых начальныгии услови ми вл етс лини с вариацией значений х , даст в пространстве состо ний кривую точек первого переключени , кривую точек второго переключени и кривую точек третьего переключени , совпадающую с фазовой траекторией, которые проектируютс на измер емое подпространство второго пор дка при К 2 и выражаютс + f (x,Xj); /х,/ + fj, (х, Xj); х -f fo (х j) . Кривые первого и второго переключени завис т от положени линии начальных условий или от величины х,. Дл реализации регул тора заранее просчитываютс оптимальные процессы при разных значени х х,. Результаты просчета в виде функ1;ий закладываютс в функциональные преобразователи 5 и 6 регул тора. В регул торе знак релейного управл югцего воздействи на первом интервале управлени определ етс сигналом V. Первое и последующие переключени произойдут при сменах знаков сигналов W; последовательно от первого до (1-К)-го переключени . Знак сигнала W мен етс один раз в процессе перевода фазового состо ни в конечную точку приведени . Последующие за (и -К) -м переключени происход т при смене знака сигнала V, который измен етс (К-1) раз. При достижении сигналом нулевого значени регул тор за счет св зи через устройства 9 и 7 приводитс в исходное состо ние. Коэффициенты преобразователей переменных состо ни 2 выбираютс так, чтобы обеспечить окончание процесса при Х;,. 0. Предлагаемый регул тор, без применени наблюдателей дл восстановлени полной информации о состо нии объекта, позвол ет реализовать оптимальные и квазиоптимальные процессы. Когда и -К 1 и в процессе управлени в точке экстремума выполн етс х 0, то реализуютс оптимальные процессы, прии-К 1 реализуютс процессы близкие к оптимальным, так как не учитываютс значени высших производных. По отношению к известному регул тору предлагаемый регул тор реализует оптимальные И квазиоптимальные процессы дл более широко го класса объектов управлени . Формула изобретени Релейный регул тор, содержащий первый датчик фазовой координаты, последовательно соединенные устройст во определени знака, дифференцирующие устройство и устройство запоминани экстремума, компараторы, выходами подключенные к соответствующим входам устройства перемножени знаков , а Ход устройства определени эРнака через устройство определени модул соединен со вторым входом уст ройства запоминани экстремума, о тличающийс тем, что, с целью повышени точности регул тора, он содержит вторые датчики фазовых координат, преобразователи координат и функциональные преобразователи , входы датчиков фазовых координат соединены с соответствующими входами преобразователей координат, выход первого преобразовател координат соединен со входом устройства определени знака и первьом входом первого компаратора выход устройства определени модул соединен с первыми входами вторых компараторов, вторые входы первого и вторых компараторов соединены с выходами соответствующих функциональных преобразователей, выходы вторьлх преобразователей координат соединены с соответствующими входами функциональных преобразователей , а выход устройства запоминани экстремума соединен с одним из входов функциональных преобразователей кроме первого. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Сборник трудов НАИ № 3874. Системы ориентации и навигации и их элементы. 1976, с. 64-70. The goal is achieved by additionally inserting second phase coordinate sensors, coordinate transducers and functional transducers into the controller, originating from phase coordinate transducers with the corresponding inputs of coordinate transducers, the output of the first transducer n coordinates is connected to the input of the sign determining device and the first input ne (the first KOhmarator, the output of the module determining device is connected to the first input of the second comparators, the second inputs of the first and second comparators are connected to the output The wires of the corresponding functional transducers, the outputs of the second coordinate transducers are connected to the corresponding inputs of the functional transducers, and the output of the extremum memory device is connected to one and the inputs of the functional transducers besides the first one. The drawing shows a block diagram of the controller, the Regulator includes To sensors of phase coordinates 1, To transducers of coordinates 2, device for determining module 3, device for storing extremes {mind 4, functional transducers 5, device multiplying the signs of the relay signals 6, the device for determining the sign 7, the comparators 8 and the differentiating device 9. The outputs of all sensors 1 are connected to the corresponding inputs of all converters 2, the output of the first of which is connected to the input of the device determining module 3, the device determining the sign 7 and the first input of the first the comparator 8, the outputs of the subsequent converters 2 are connected to the corresponding inputs of all functional converters 5, the output of the first functional converter 5 is connected to the second input the first comparator 8. The output of the device definition module 3 is connected to the input of the extremum 4 extruder device, the output of which is connected to the first input of all transducers 5 except the first, whose outputs are connected to the second inputs of the corresponding second and subsequent comparators 8, and the first inputs of the comparators 8 except the first is connected to the output of the device 3. The outputs of all the comparators 8 are connected to the inputs of the device for multiplying signs of the relay signals 6, and the output of the device for determining the sign 7 through the differentiating device Reality 9 is connected to the zero input of device 4. Each of the transducers 2 alizes the operation {Е 4j where x - is the output signal i-ro of the transducer 2; y - output signal j-ro of sensor 1. A maximum memory 4 with a device for determining a module - 3, a device for determining sign 7 and a differentiating device 9 form the signal X | "at the output of device 4, defined by the expressions at sign X, sign x, at at sign x - sign x. d sign X dt Resetting the memorized signal x is alized when: roystvami 7 and 9. The signal V at the output of the first comparator 8 is determined by the dependence V - sign 5, where, + f (Xj, x, ... x), and the function fj, (Xj, Xj, ...., Is implemented in the first functional converter 5. The signal W at the output of the second and subsequent comparators 8 is determined by the dependence W | - sign 3, i 1,2, ..., and-k, where 3ei- / Xi / + fi {x, x, x,...,, And the function fi (, jX,..., Hz) implements E functional converters 5, except the first. The device for multiplying signs of relay signals 6 implements the operation where - output signal arranged b, the decisive sign of the control action of the control system, the well-known controller, if present, and the sensors, implements (and-1) the dimensional hypersurface of optimal switching in the measuring measuring basis. If there are K sensors (K-i) in the measuring measuring basis, it is impossible to realize a complete the hypersurface of the optimal switching for determining the switch (and-1) switchings, since in the considered case the dimension of the hypersurface is equal to or less than the dimension of the measuring basis. The optimal switching hypersurface is constructed by the method of lateral motion by successively increasing the dimension from a one-dimensional manifold — the phase trajectory of the last control interval to (I-r1) dimensional manifold I-M points — a set of phase trajectories of the second interval. In the proposed controller (K-1), the dimensional manifold of the points of the surface of the optimal switching is implemented in the K dimensional measuring basis for determining the (nK + 1) -th and subsequent switching until the control is turned off. For this, the family of trajectories (ik + 2) of the control interval is projected onto K the measured measurable subspace and the position of the projection of the imaging point in the measured subspace is determined relative to the resulting projection according to ff 0, where 5 (Xj, Xj, ..., The xi (,) equations of the projections of the family of phase trajectories (l-K + 2) of the control interval on the measured subspace, for example, with K 2, the measured signals x, and x are given on a plane in orta x, and x in the measured subspace the point corresponding to the projection of the imaging point in the space The two states on the x, xj, plane and the + fo (X; correspond to the projection of the phase trajectory of the last control interval passing through the end point of the guide to the xx j plane. The last switching will take place at the moment when the projection of the representing point into the measurement The subspace, the motion of which is determined by the trajectory of the next-to-last interval, coincides with the projection of the phase trajectory of the last interval. In the space of states (and -K) switching, it is determined by the measured set of switching points. In this K Dimensional Set, a family (K-1) of dimensional sets is distinguished according to the variety of the parameter Xk „c„. For example, a volume is divided into a family of surfaces, each of which corresponds to a certain value X „. The selected (K-1) mer KS set in this case is a projection on the measurable subspaces of the (vi-K) -ro switching point states with a point mapping of the fixed-extremum region on the hypersurface of the optimal switching and can be realized by the X dependence (l to 0. The region of the fixed extremum X is defined as the (m – 2) -th order space on the basis of xx, 0. The dot map of this space onto the family of phase trajectories of the second interval, i.e., the full hypersurface of the optimal switching, b It will be the same (and-2 dimensional manifold. So that the dimension of the selected areas of the points of the first and subsequent switchings would be no more (-Kl) and it could be realized by the dependence on the K-dimensional basis, it is necessary to reduce the dimension of the region of the fixed extremum. For this in the region of the fixed extremum, the values of the higher derivatives are assumed to be zero, i.e., and-1 () O, .., x O, X For example, on the second-order measured space, the (K-2) plane one-dimensional uniform - switching lines. At m 3, the region of the fixed extremum is one-dimensional, since it differs by the value of the second derivative for x,; X ;, 0. The region of the fixed extremum (the line along the phase trajectories m) is mapped onto the surface of optimal switching, where it will give a curve and project the newly obtained curve onto the x, x-, plane. The projection of this curve can be expressed by the dependence k, f + x (x, x), and the switching moment is determined by the dependence of O. At and 4, the region of the fixed extremum is two-dimensional and is a plane with ordinates C, x, i.e. at the extremum point, arbitrary values of the second and third derivatives can be. Choosing x O, we reduce the dimension of the region of the fixed extremum to one-dimensional. A family of optimal processes for which the initial conditions are a line with a variation of x values, in space of states, will give the curve of the first switching points, the curve of the second switching points and the curve of the third switching points, coinciding with the phase trajectory, which are projected onto the measured second pore space for K 2 and are expressed as + f (x, Xj); / x, / + fj, (x, xj); x -f fo (xj). The curves of the first and second switching depend on the position of the line of initial conditions or on the value of x ,. For the implementation of the regulator, optimal processes are calculated in advance for different values of x ,. The results of the miscalculation in the form of functions; they are put into functional converters 5 and 6 of the controller. In the controller, the sign of the relay control of the slug action in the first control interval is determined by the signal V. The first and subsequent switchings will occur when the signs of the signals W change; sequentially from the first to the (1-K) th switch. The sign of the signal W changes once in the process of converting the phase state to the final point of the cast. Subsequent (and -K) -m switching occurs when the sign of the V signal changes, which changes (K-1) times. When the signal reaches zero, the controller is reset to its initial state through communication via devices 9 and 7. The coefficients of variable state transducers 2 are chosen to ensure that the process ends at X;,. 0. The proposed controller, without the use of observers to restore complete information about the state of an object, allows for the realization of optimal and quasi-optimal processes. When and -K 1 and in the process of control at the point of extremum is x 0, then optimal processes are realized, and when K-1, processes close to optimal are realized, since the values of the higher derivatives are not taken into account. With respect to the known controller, the proposed controller implements optimal AND quasi-optimal processes for a wider class of control objects. Claims of the invention A relay controller comprising a first phase coordinate sensor connected in series to a sign detecting device, differentiating a device and an extremum memory device, comparators, outputs connected to the corresponding inputs of the character multiplication device, and the Erasnating device running is connected to the second input devices for extremum memory, which is characterized by the fact that, in order to increase the accuracy of the controller, it contains second phase sensors Coordinates, coordinate converters and functional converters, the inputs of the phase coordinate sensors are connected to the corresponding inputs of the coordinate converters, the output of the first coordinate converter is connected to the input of the sign determining device and the first input of the first comparator, the output of the module definition device connected to the first inputs of the second comparators, the second inputs of the first and second the comparators are connected to the outputs of the corresponding functional converters, the outputs of the second coordinate converters the inat is connected to the corresponding inputs of the functional converters, and the output of the extremum memory device is connected to one of the inputs of the functional converters except the first. Sources of information taken into account during the examination 1. Collection of works of NAI No. 3874. Orientation and navigation systems and their elements. 1976, p. 64-70.
2.Авторское свидетельство СССР 283354, кл. G 05 В 17/00, 1969 (прототип). .2. Authors certificate of the USSR 283354, cl. G 05 B 17/00, 1969 (prototype). .