SU987575A1 - Speed-wise quasioptimal control system - Google Patents

Speed-wise quasioptimal control system Download PDF

Info

Publication number
SU987575A1
SU987575A1 SU813268085A SU3268085A SU987575A1 SU 987575 A1 SU987575 A1 SU 987575A1 SU 813268085 A SU813268085 A SU 813268085A SU 3268085 A SU3268085 A SU 3268085A SU 987575 A1 SU987575 A1 SU 987575A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
speed
signal
control system
output
blocks
Prior art date
Application number
SU813268085A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Яковлевич Лащев
Original Assignee
За витель А.Я.Лащев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by За витель А.Я.Лащев filed Critical За витель А.Я.Лащев
Priority to SU813268085A priority Critical patent/SU987575A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU987575A1 publication Critical patent/SU987575A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

Недостатками данной системы  вл ютс  мала  устойчивость и быстродействие . Наиболее близкой к предлагаемой по техническбй сущности  вл етс  квазиоптимальна  по быстродействию система управлени , содержаща  посл довательно соединенные задатчик, бл сравнени , формирователь критери  оптимальности, первый сглаживакедий фильтр, первый блок умножени , первый сумматор, усилитель, второй бло ;Умножени  и блок интеграторов, выход которого соединен с управл ющим вхо дом, регул тора, первые входы блоков вспомогательных операторов подключе ны к выходу задатчика, а выходы через соответствующие третьи блоки умножени  - к соответствующим входам второго блока умножени  и вхо дам соответствующих квадраторов, вых ды которыхсоединены с соответствующими входами второго с тлматора, выхо которого через второй сглаживающий фильтр подключен к второму входу первого блока умножени , выход блока сравнени  через блок формировани  ча тной производной подключен к вторым входам третьих блоков умножени , а через регул тор - к входу объекта управлени , выход которого соединен с вторым входом блока сравнени , выход первого сглаживающего фильтра чере# дифференциатор соединен с вторым входом первого сумматора з Недостатком известной системы  вл ютс  низкие устройчивость и быстродействие. Целью изобретени   вл етс  iioвьшаение быстродействи  и устройчивости системы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в системе выход блока интеграторов соединен с вторыми входами блоков вспомогательных операторов На фиг. 1 представлен график аремени переходного, процесса; на фиг,, 2 функциональна  схема оптимальной по быстродействию системы управлени . Система управлени  содержит блок 1 сравнени , регул тор 2, объект 3 управлени , блок 4 интеграторов, формирователь 5 критери  оптимальное ти,первый.сглаживающий фильтр б, пер вый блок 7 умножени , первый сумматор 8, усилитель 9, бторой блок 10 умножени , блок 11 формировани  част ной производной,, дифференциатор 12, блоки 13 вспомогательных операторов, третьи блоки 14 умножени , квадраторы 15, второй сумматор 16, второй сглаживающий фильтр 17 и задатчик 18, Рассмотрим работу оптимальной по быстродействию системы управлени , Из теории самонастраивакхцихс  систем известно, Что полна  производна  критери  оптимальности Q зависит от скорости изменени  подстраиваемых параметров oL-(i 1, 2 , . ., ) и скорости изменени  неподстраиваемых параметров|ij(i 1, 2,.., m, а также от характеристик входного сигнала и может быть представлена в виде: аа 3«t, jHL .(, Pj t Из (1) видно, что естественно требование ,а О дл  обеспечени  нормального функционировани  контура настройки и устройчивости всей системы с градиен-гипй процедурой поиска ) где const О,, а-§, - составл юща , вызванна  вли нием входного сигнала и неучитываемых факторов возмущений). Дл  обеспечени  необходимо, чтобы. г j ав fr;3d/ дГ-т Pj так как составл кщие в левой и правой част х имеют разные знаки, Если в иг и (3 ПОЛОЖИТ, J.rO, определ етс  только входным сигналом х(-Ь), Задача контура настройки в таком случае - компенсаци  динамической оишбки е. Повыша  скорость и величину составл ющей в левой, части уравнени  (3) можно Обеспечить малую зависимость составл кчцей -4х- в правой части, а значит и зависимость переходного процесса от характеристик входного сигнала xCtJ, Предложенное техническое решение решает задачу обеспечени  кваэиоптимального по быстродействию переходного процесса апериодического характера в классе градиентных самонастрацвающихс  систем. , Потребуем, чтобы обеспечивалось равенство а -//лй« а, (4) а 0,5е, где е х - у, у выходна  величина системы управлени . Зададим значение А в уравнении (2) таким, чтЬ«Ы выполн лось условие Л-1«() (5)The disadvantages of this system are low stability and speed. Closest to the proposed technical entity is a quasi-optimal speed control system, containing a sequentially connected master, comparison, shaper optimality criterion, first smoothing filter, first multiplication unit, first adder, amplifier, second block; Multiplication and integrator block, output which is connected to the control input, the controller, the first inputs of the auxiliary operator blocks are connected to the output of the setpoint generator, and the outputs through the corresponding third multiplication blocks - to the corresponding inputs of the second multiplication unit and inputs of the respective quadrants, the outlets of which are connected to the corresponding inputs of the second with a telmator, the output of which is connected to the second inputs of the third through the second smoothing filter to the second input of the first multiplication unit multipliers, and through the regulator to the input of the control object, the output of which is connected to the second input of the comparator unit, the output of the first smoothing filter through the differentiator One is connected to the second input of the first adder. The disadvantage of the known system is a low level of organization and speed. The aim of the invention is to increase the speed and responsiveness of the system. The goal is achieved by the fact that in the system the output of the block of integrators is connected to the second inputs of the blocks of auxiliary operators. In FIG. 1 is a graph of the transition time; FIG. 2 is a functional diagram of a speed-optimized control system. The control system contains a comparison unit 1, a controller 2, a control object 3, an integrator unit 4, an optimal tee generator 5, a first smoothing filter b, a first multiplication unit 7, a first adder 8, an amplifier 9, a second multiplication unit 10, a unit 11 forming a partial derivative, differentiator 12, blocks of 13 auxiliary operators, third multiplication blocks 14, quadrants 15, second adder 16, second smoothing filter 17 and setting unit 18, Consider the performance of the control system with respect to speed, From the theory of self-tuning from systems it is known that the full derivative of the optimality criterion Q depends on the rate of change of the adjustable parameters oL- (i 1, 2, ...,) and the rate of change of the non-adjustable parameters | ij (i 1, 2, .., m, as well as on the characteristics input signal and can be represented in the form: aa 3 "t, jHL. (, Pj t From (1) it is clear that the requirement is natural, and O to ensure the normal functioning of the tuning loop and the robustness of the entire system with gradient-hype search procedure) where const О, а-§, - component, caused by the influence of the input signal and is not taken into account perturbation factors). To ensure it is necessary that. rj apr fr; 3d / dG-t Pj, since the components in the left and right parts have different signs, If i and (3 POSITION, J.rO, is determined only by the input signal x (-b), the contour problem settings in this case - compensation of the dynamic error. Increasing the speed and value of the component on the left, part of equation (3) can provide a small dependence of -4x- on the right side, and hence the dependence of the transient on the characteristics of the input signal xCtJ, Proposed The technical solution solves the problem of providing a fast-optimal quay optimal performance. The transient process is aperiodic in the class of gradient self-adjusting systems. We require that the equality a - // ly "a, (4) a 0.5 e, where e x - y, y is the output value of the control system. We define the value of A in the equation (2) such that “the condition L-1“ () (5)

Если выражении дл  Д из (5) подставить в (1), то получим:If the expression for D from (5) is substituted into (1), then we get:

, ,1, ,one

дОbefore

(fe)(fe)

atat

l+uJlAQlr 1 К||даГl + uJlAQlr 1 K || daG

где К - коэффициент усилени , выбираемый из услови  устойчивостиwhere K is the gain selected from the stability conditions

Из вырё1жени  Лб) видно, что в момент резкого изменени  входного сигнала , а. значит .и значени  критери  Q,. что вызовет значительные величины нормы градиента l/iQ ||2, значение полной производной Q будет вида: .From scaling L) it is clear that at the moment of a sharp change in the input signal, a. means. and the value of the criteria Q ,. which will cause significant values of the gradient norm l / iQ || 2, the value of the total derivative Q will be:.

а при отработке рассогласование ё X - у величина а О, а значит и лв - мала  величина, что обеспечат значениеQ -fcj|d . .1%)and when working out the mismatch e X - y, the magnitude is a O, and therefore also the lv is a small quantity, which will provide the value Q - fcj | d. .one%)

Из (7 ) и (8 ) следует, что в . момент возникновени  рассогласовани  алгоритм настройки величины А по закону С 5) обеспечит резкое нарастание интенсивности подстройки коэффициентов а затем по мере отработки ошибки скорость изменени  оС; стремитс  к нулю, реализу  закон процесса нгщстройки близкий кЛ4).From (7) and (8) it follows that c. the moment of occurrence of the mismatch, the algorithm for adjusting the value A according to the law C 5) will ensure a sharp increase in the intensity of the adjustment of the coefficients and then, as the error develops, the rate of change in оС; tends to zero, to implement the law of the process of building close (CL4).

Структурна  схема оптимальной по быстродействию системы управлени  в классе градиентных структур без перерегулировани  реализует уравнени  С2 ) и (5) (фиг. 2).The structure of the speed-optimal control system in the class of gradient structures without overshoot implements equations C2) and (5) (Fig. 2).

Система работает следующим образом . . .The system works as follows. . .

Сигнал поступает с выхода задат;чика 18 на вход блока 1 сравнени , проходит через регул тор 2 и объект 3 управлени , с выхода которого выходной сигнал у сравниваетс  в блоке 1 сравнени  с сигналом х, образу  сигнал ошибки системы е X - у. Одновременно сигнал х поступает на входил блоков 13 с передатоThe signal comes from the output of the set 18 to the input of the comparison unit 1, passes through the controller 2 and the control object 3, from whose output the output signal y is compared in the comparison unit 1 with the signal x, forming the error signal of the system e X - y. Simultaneously, the signal x is fed to the input of blocks 13 with

ной функцией где Ф(ЦА;,/Ь,-)oo-iNoah function where Ф (ЦА;, / Ь, -) oo-i

передаточна  фуЪкци  основного контура управлени , состо щего из блоков 1-3. the transfer function of the main control loop, consisting of blocks 1-3.

В блоках 14 умножени  сигналы с выходов блоков 13 умножаютс  на значени  §§ , поступающие на вторые входы блоков 14 с выхода блока 11 формировани  частной производной. С выходов блоков 14 умножени  сигналы поступают на соответствующие вхо д блока 10 умножени , а через, соответствующие квадраторы йа входы сумматора 16, с выхода которого получаетс  результирующий сигнал |(dQII,. который сглаживаетс  в фильтре 17.In blocks 14 of multiplication, the signals from the outputs of blocks 13 are multiplied by the values of §§ received at the second inputs of blocks 14 from the output of block 11 of the formation of the partial derivative. From the outputs of the multiplication unit 14, the signals arrive at the corresponding inputs of the multiplication unit 10, and through the corresponding quadrants and inputs of the adder 16, from the output of which the resulting signal | (dQII, which is smoothed in the filter 17) is obtained.

Блок 10 умножени  в общем случае при настройке п параметров представл ет собой п умножителей, в каждом из которых отдельно умножаетс  сигнал с выходов блоков 13 на сигнал сThe multiplication unit 10 in the general case, when adjusting n parameters, represents n multipliers, in each of which the signal from the outputs of blocks 13 is multiplied by a signal from

выхода усилител  9 с коэффициентом усилени  К. Блоки 5, б, ,7, 8 и 12 формируют из сигнала оши,бкй системы е величинуl|ft«t;аи fl+ Q .. Сигнал ошибки, пройд  через формировательthe output of amplifier 9 with a gain of K. Blocks 5, b, 7, 8, and 12 form an error signal from the signal; system bk is the value | ft "t; au fl + Q .. Error signal after passing through the driver

5 критери  оптимальности а -0,5е, который представл ет собой квадратор с коэффициентом усилени  равным 0,5, поступает через сглаживакщий фильтр 6 на блок 7 умножени , в котором умножаетс  на величину IfflQI с выхода фильтра 17, а затем на вход сумматора 8. Сигнал с выхода фильтра б поступает на дифференциатор 12, с выхода которого сигнал Q поступает5, the optimality criterion a -0.5e, which is a quad with a gain of 0.5, is fed through a smoothing filter 6 to multiplication unit 7, which is multiplied by IffIQI from the output of filter 17, and then to the input of adder 8. The signal from the output of the filter b is fed to the differentiator 12, from the output of which the signal Q is supplied

на вход сумматора 8. Выходной сигнал сумматора 8 поступает на входы п умножителей блока 10 умножени . С каждого умножител  сигнал поступает на входь( соответствуиэщих п интеграторов блока 4 интеграторов/ сигналы с которых лоСПоступают на подстройку параметров otj в регул торе 2 и блоках 13.to the input of the adder 8. The output signal of the adder 8 is fed to the inputs n of the multipliers of the multiplication unit 10. From each multiplier, the signal arrives at the input (corresponding n integrators of block 4 of integrators / signals from which the signal comes to adjust the parameters otj in controller 2 and blocks 13.

Таким образом осуществл етс In this way,

настройка параметров ot.; с цельюsetting parameters ot .; with the aim of

обеспечени  минимума .времени пере- . ходного процесса Т в классе кваэи градиентных структур по апериодическому закону, т.е. формирование переходных процессов типа 1 (фиг. 2-), аensuring a minimum of time. the flow process T in the class of kwai gradient structures by aperiodic law, i.e. the formation of transients of type 1 (Fig. 2-), and

не П и lit. .not P and lit. .

Применение изобретени  позвол ет повысить точность системы управлени  за счет повышени  в шесть раз быстродействи  контура настройки, обеспечить апериодический характер подстройки параметров, что бдагопри тно скажетс  на устрсй чивости контура настройки, а значит и системы управлени . Система может быть сThe application of the invention makes it possible to increase the accuracy of the control system by increasing the speed of the tuning loop six times, to ensure aperiodic adjustment of the parameters, which will affect the control loop and, therefore, the control system. System can be with

успехом применена в системах управлени  потоком, где необходимо обес (печение быстрых апериодических ароцедур .настройки.It has been successfully applied in flow control systems where it is necessary to provide (fast aperiodic aromatic procedures).

5050

Claims (3)

1.Смольников Л.П. Синтез квазиотимальных систем автоматического управлени . Л., Энерги , 1967,1.Smolnikov L.P. Synthesis of quasi-minimal automatic control systems. L., Energie, 1967, с. 23-24.with. 23-24. 2.Бойчук Л.М. Метод структурног синтеза нелинейных систем автоматического управлени . М., Энерги , 1971, с. 16-17.2. Boychuk L.M. The method of structural synthesis of nonlinear automatic control systems. M., Energie, 1971, p. 16-17. - - 3. Авторское свидетельство СССР по за вке 3002951/18-24, кл. G 05 В 13/00, 1980 (прототип).3. USSR author's certificate in accordance with the application 3002951 / 18-24, cl. G 05 13/00, 1980 (prototype).
SU813268085A 1981-04-17 1981-04-17 Speed-wise quasioptimal control system SU987575A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813268085A SU987575A1 (en) 1981-04-17 1981-04-17 Speed-wise quasioptimal control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813268085A SU987575A1 (en) 1981-04-17 1981-04-17 Speed-wise quasioptimal control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU987575A1 true SU987575A1 (en) 1983-01-07

Family

ID=20950556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813268085A SU987575A1 (en) 1981-04-17 1981-04-17 Speed-wise quasioptimal control system

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU987575A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69618140T2 (en) Method and device for load balancing between several compressors
US5166873A (en) Process control device
DE68911678T2 (en) SERVO CONTROL DEVICE.
DE69314314T2 (en) Control system for water level
US4358821A (en) Method and apparatus for the incorporation of varying flow in the control of process quantities
JPH06119001A (en) Controller
SU987575A1 (en) Speed-wise quasioptimal control system
GB951735A (en) Self-adaptive control system
JPS57171008A (en) Controlling equipment of turbine
DE3228996A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE POWER ON A POWER PLANT
US5200681A (en) Process control system
Van Amerongen Model reference adaptive control applied to steering of ships
DE3738180C2 (en) Method and device for regulating the DC output voltage of a self-commutated power converter
SU120583A1 (en) Synchronous generator excitation control system
SU1763723A1 (en) Method of controlling flow rate ratio of centrifugal pumps
JPS629405A (en) Process controller
SU1126927A1 (en) Control system having coordinate-parameter feedback
RU2058577C1 (en) Adaptive control system
JPH0666041B2 (en) Two degree of freedom sampled value PID controller
JP2809849B2 (en) 2-DOF adjustment device
SU928301A1 (en) Regulating device
SU1478189A1 (en) Controller for plants with lags
SU980069A1 (en) Regulating device
SU1045220A1 (en) Adaptive regulator
SU815101A1 (en) Apparatus for automatic optimization of paper pulp feed process