UA117038C2 - SELF ADJUSTMENT OF REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT - Google Patents

SELF ADJUSTMENT OF REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT Download PDF

Info

Publication number
UA117038C2
UA117038C2 UAA201605616A UAA201605616A UA117038C2 UA 117038 C2 UA117038 C2 UA 117038C2 UA A201605616 A UAA201605616 A UA A201605616A UA A201605616 A UAA201605616 A UA A201605616A UA 117038 C2 UA117038 C2 UA 117038C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
control object
signal
model
transmission coefficient
variables
Prior art date
Application number
UAA201605616A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Віктор Андрійович Хобін
Максим Валерійович Левінський
Original Assignee
Одеська Національна Академія Харчових Технологій
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 Одеська Національна Академія Харчових Технологій filed Critical Одеська Національна Академія Харчових Технологій
Priority to UAA201605616A priority Critical patent/UA117038C2/en
Publication of UA117038C2 publication Critical patent/UA117038C2/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

Спосіб самоналагодження коефіцієнта передачі регулятора належить до енергетичної, хімічної і харчової промисловості й може бути використаний для керування об'єктами, коефіцієнт передачі яких змінюється в широкому діапазоні. За допомогою способу можливе на ковзному інтервалі часу обчислювати поточне значення оцінок імовірнісних характеристик регульованих змінних сигналу об'єкта керування та його моделі, наприклад, дисперсій, які пропорційні їх коефіцієнтам передачі. При цьому усувається вплив фазових зсувів між регульованими змінними сигналу, які спотворюють значення оцінок імовірнісних характеристик. Стабілізація значення цих оцінок дозволяє наблизити коефіцієнт передачі моделі об'єкта в контурі його самоналагодження до поточного значення коефіцієнта передачі об'єкта керування. По коефіцієнту передачі моделі об'єкта обчислюється коефіцієнт передачі регулятора таким чином, щоб їх добуток залишився незмінним. За допомогою запропонованого способу забезпечується підвищення точності визначення коефіцієнта передачі моделі об'єкта керування при змінах коефіцієнта передачі об'єкта керування й, як наслідок, підвищення точності підтримки регульованої змінної сигналу об'єкта керування на заданому значенні.The regulator's self-adjusting gear ratio is related to the energy, chemical and food industries and can be used to control objects that vary widely in gear ratios. Using the method, it is possible to calculate, at a sliding time interval, the current value of the probabilistic characteristics of the control variables of the control object and its model, for example, variances, which are proportional to their transmission coefficients. This eliminates the effect of phase shifts between adjustable signal variables that distort the values of the probabilistic characteristics. Stabilizing the values of these estimates allows you to approximate the transmission coefficient of the model object in the loop of its self-adjustment to the current value of the transmission coefficient of the control object. The transmission coefficient of the model of the object is calculated by the transmission coefficient of the regulator so that their output remains unchanged. The proposed method improves the accuracy of determining the transmission coefficient of the model of the control object when changing the transmission coefficient of the control object and, as a consequence, improving the accuracy of maintaining the controlled variable signal of the control object at a given value.

Description

Винахід належить до енергетичної, хімічної і харчової промисловості й може бути використаний для керування об'єктами, коефіцієнт передачі яких змінюється в широкому діапазоні.The invention belongs to the energy, chemical and food industry and can be used to control objects whose transmission coefficient varies over a wide range.

Відомий спосіб оптимального автоматичного налаштування системи керування (ПатентA known method of optimal automatic adjustment of the control system (Patent

Російської Федерації Мо 2243584 МПК С2О058 13/00 (2000.01), опубліковано 27.12.2004 р., бюл.of the Russian Federation Mo 2243584 IPC S2O058 13/00 (2000.01), published on December 27, 2004, bull.

Мо36б|, вибраний як аналог, що включає перевід замкнутої системи керування в розімкнутий режим, подачу пробного східчастого сигналу з амплітудою і полярністю, які настроюються, на вхід об'єкта, вимір похідної виходу об'єкта й визначення характерних точок похідної, обчислення по них параметрів прийнятої моделі об'єкта керування (у тому числі - поточного значення коефіцієнта передачі моделі об'єкта), обчислення по параметрах моделі оптимальних параметрів настроювання регулятора (у тому числі - коефіцієнта передачі регулятора) і переводі системи з оптимальними параметрами настроювання в робочий режим.Mo36b|, selected as an analogue, which includes the transfer of a closed control system to an open mode, the application of a test step signal with adjustable amplitude and polarity to the input of the object, measurement of the derivative of the output of the object and determination of the characteristic points of the derivative, calculations based on them parameters of the accepted model of the control object (including - the current value of the transfer coefficient of the object model), calculation of the optimal parameters of the controller setting (including - the transfer coefficient of the regulator) and transfer of the system with optimal setting parameters to the operating mode based on the parameters of the model.

Аналог та спосіб, який заявляється, мають наступну загальну ознаку (дію) - обчислення нового значення коефіцієнта передачі регулятора при зміні коефіцієнта передачі моделі об'єкта.The analog and the method that is claimed have the following general feature (action) - calculation of a new value of the regulator transmission coefficient when the transmission coefficient of the object model is changed.

Аналог має наступні недоліки: а) низька точність стабілізації регульованої змінної сигналу на заданому значенні.The analog has the following disadvantages: a) low accuracy of stabilization of the adjustable signal variable at the specified value.

Причини низької точності: - при переводі замкнутої системи в розімкнутий режим відхилення регульованої змінної сигналу від заданого значення, викликані впливом зовнішніх збурень, компенсуватися за рахунок змін керуючого впливу регулятора не будуть; - при подачі пробного сигналу на вхід об'єкта керування виникають додаткові відхилення регульованої змінної сигналу від заданого значення. б) низька точність обчислень коефіцієнта передачі моделі об'єкта.Reasons for low accuracy: - when switching the closed system to the open mode, the deviation of the regulated variable signal from the set value, caused by the influence of external disturbances, will not be compensated by changes in the control influence of the regulator; - when a test signal is applied to the input of the control object, additional deviations of the regulated signal variable from the set value occur. b) low accuracy of calculations of the transfer coefficient of the object model.

Причина низької точності - після розмикання системи на об'єкт керування продовжують діяти зовнішні збурення, які спотворюють значення регульованої змінної сигналу (виходу об'єкта).The reason for the low accuracy is that after opening the system, external disturbances continue to act on the control object, which distort the value of the regulated signal variable (output of the object).

При вимірі похідної виходу об'єкта, що вимагає диференціювання регульованої змінної сигналу, ці спотворення будуть підсилюватися. Відповідно, спотворюються результати визначення характерних точок і результати обчислень параметрів моделі об'єкта керування, які по цих точках визначаються.When measuring the derivative output of the object, which requires differentiation of the regulated variable of the signal, these distortions will be amplified. Accordingly, the results of determining the characteristic points and the results of calculating the parameters of the model of the control object, which are determined by these points, are distorted.

Найбільш близьким до запропонованого є спосіб самоналагодження системи автоматичного керування з математичною моделлю об'єкта по каналу керування, коефіцієнт передачі якого змінюється в часі, реалізований у самоналагоджувальній системі Патент на корисну модель ОА 36671 МПК (2006) С2058 13/02, опубліковано 10.11.2008, бюл. 21). Спосіб передбачає стабілізацію на заданому значенні регульованої змінної сигналу об'єкта керування з коефіцієнтом передачі, який змінюється у часі, за рахунок зміни керуючої дії; фільтрацію регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі від низькочастотних складових, викликаних змінами збурюючих впливів на об'єкт керування; обчислення на ковзному інтервалі часу поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу (зокрема дисперсій); обчислення поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик; зміну коефіцієнта передачі моделі об'єкта в напрямку зменшення різниці оцінок імовірнісних характеристик аж до нуля. Даний спосіб вибраний прототипом.The method of self-adjustment of an automatic control system with a mathematical model of an object on a control channel, the transmission coefficient of which changes over time, is the closest to the proposed method, implemented in a self-adjustment system Patent for a utility model OA 36671 IPC (2006) C2058 13/02, published 11/10/2008 , bull. 21). The method provides stabilization at a given value of the adjustable variable signal of the control object with a transmission coefficient that changes over time due to a change in the control action; filtering of adjustable signal variables of the control object and its model from low-frequency components caused by changes in disturbing influences on the control object; calculation on a sliding time interval of current estimates of probabilistic characteristics of filtered regulated signal variables (in particular, variances); calculation of the current value of the difference in estimates of probabilistic characteristics; a change in the transmission coefficient of the object model in the direction of reducing the difference in estimates of probabilistic characteristics down to zero. This method is chosen by the prototype.

Прототип та спосіб, який заявляється, мають наступні спільні ознаки (дії): - стабілізація на заданому значенні регульованої змінної сигналу об'єкта керування з коефіцієнтом передачі, який змінюється у часі, за рахунок зміни керуючої дії; - фільтрація регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі від низькочастотних складових, викликаних змінами збурюючих впливів на об'єкт керування; - обчислення на ковзному інтервалі часу поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу (зокрема, дисперсій); - обчислення поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик; - зміна коефіцієнта передачі моделі об'єкта в напрямку зменшення різниці оцінок імовірнісних характеристик аж до нуля.The prototype and the claimed method have the following common features (actions): - stabilization at a given value of the adjustable variable signal of the control object with a transmission coefficient that changes over time due to a change in the control action; - filtering of adjustable signal variables of the control object and its model from low-frequency components caused by changes in disturbing influences on the control object; - calculation on a sliding time interval of current estimates of probabilistic characteristics of filtered regulated signal variables (in particular, variances); - calculation of the current value of the difference in estimates of probabilistic characteristics; - a change in the transfer coefficient of the object model in the direction of reducing the difference in estimates of probabilistic characteristics down to zero.

Сукупність перерахованих вище дій, крім першої, становить суть функціонування контуру самоналагодження коефіцієнта передачі моделі об'єкта.The set of actions listed above, except for the first one, constitutes the essence of the functioning of the circuit of the self-adjustment of the transfer coefficient of the object model.

Прототип має наступний недолік - низька точність визначення поточного значення коефіцієнта передачі моделі об'єкта при змінах коефіцієнта передачі об'єкта керування.The prototype has the following drawback - low accuracy of determining the current value of the transmission coefficient of the object model when the transmission coefficient of the control object changes.

Причини низької точності: - виникнення фазового зсуву між фільтрованими регульованими змінними об'єкта керування і його моделі, який спотворює поточне значення різниці оцінок імовірнісних характеристик; - зміна коефіцієнта передачі контуру самоналагодження коефіцієнта передачі моделі об'єкта бо при змінах коефіцієнта передачі об'єкта керування.Reasons for low accuracy: - the occurrence of a phase shift between the filtered adjustable variables of the control object and its model, which distorts the current value of the difference in estimates of probabilistic characteristics; - a change in the transmission coefficient of the self-adjustment circuit of the transmission coefficient of the object model because when the transmission coefficient of the control object changes.

Суть причин низької точності прототипу у визначенні поточного значення коефіцієнта передачі моделі об'єкта при змінах коефіцієнта передачі об'єкта керування полягає в наступному.The essence of the reasons for the low accuracy of the prototype in determining the current value of the transmission coefficient of the object model when the transmission coefficient of the control object changes is as follows.

Перша причина. В ідеальних умовах, тобто при ідентичності динамічних властивостей об'єкта керування і його моделі й при відсутності в складі збурень високочастотних складових, регульовані змінні об'єкта керування і його моделі після їхньої фільтрації будуть синфазні (будуть мати однакову фазу й, зокрема, знаки). Слід зазначити, що зміна коефіцієнта передачі об'єкта не викликає фазового зсуву фільтрованих регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі, тому що при цьому буде змінюватися амплітуда регульованих змінних сигналу, але фази (знаки) змінних залишаються однаковими. У реальних умовах динамічні властивості об'єкта відтворюються в його моделі завжди приблизно. При цьому неоднакові запізнення й інерційності об'єкта й моделі викличуть фазовий зсув їх фільтрованих регульованих змінних сигналу. Крім того, фільтрація регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі здійснюється тільки від низькочастотних складових, які викликаються зовнішніми збуреннями. Але в реальних умовах у складі збурень можуть з'являтися складові, які мають, наприклад, східчастий характер. Вони призводять до появи в складі регульованої змінної сигналу високочастотних складових, які не фільтруються фільтрами високої частоти. Це також викличе фазовий зсув між регульованими змінними об'єкта керування і його моделі.The first reason. Under ideal conditions, that is, when the dynamic properties of the control object and its model are identical and there are no high-frequency components in the composition of disturbances, the controlled variables of the control object and its model will be in phase after filtering (they will have the same phase and, in particular, signs) . It should be noted that the change in the transmission coefficient of the object does not cause a phase shift of the filtered adjustable signal variables of the control object and its model, because the amplitude of the adjustable signal variables will change, but the phases (signs) of the variables remain the same. In real conditions, the dynamic properties of the object are always approximately reproduced in its model. At the same time, the unequal delays and inertias of the object and the model will cause a phase shift of their filtered, regulated signal variables. In addition, the filtering of adjustable signal variables of the control object and its model is carried out only from low-frequency components caused by external disturbances. But in real conditions, components that have, for example, a step-like character, may appear in the composition of disturbances. They lead to the appearance of high-frequency components in the composition of the regulated variable signal, which are not filtered by high-frequency filters. This will also cause a phase shift between the controlled variables of the control object and its model.

Важливо, що всі розглянуті фазові зсуви фільтрованих регульованих змінних сигналу змінюють поточну різницю оцінок імовірнісних характеристик цих змінних без змін при цьому коефіцієнта передачі об'єкта керування. Спосіб, описаний у прототипі, не враховує природу появи поточної різниці оцінок імовірнісних характеристик, а саме виникла вона в результаті зміни коефіцієнта передачі об'єкта або в результаті фазових зсувів фільтрованих регульованих змінних сигналу.It is important that all considered phase shifts of the filtered adjustable signal variables change the current difference of estimates of the probabilistic characteristics of these variables without changes in the transmission coefficient of the control object. The method described in the prototype does not take into account the nature of the appearance of the current difference in estimates of probabilistic characteristics, namely, it arose as a result of a change in the transmission coefficient of the object or as a result of phase shifts of the filtered regulated variables of the signal.

Це й зменшує точність визначення коефіцієнта передачі моделі об'єкта керування.This reduces the accuracy of determining the transmission coefficient of the control object model.

Друга причина. При зменшенні коефіцієнта передачі об'єкта керування приріст регульованих змінних сигналу, викликаних змінами як збурень, так і керуючих впливів, зменшуються. А це призводить до зменшення абсолютних значень поточної різниці оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих змінних об'єкта і його моделі. У випадку збільшення коефіцієнта передачі об'єкта поточна різниця навпаки - збільшується. Т.ч., у прототипі при змінахThe second reason. When the transmission coefficient of the control object is reduced, the increment of the regulated signal variables, caused by changes in both disturbances and control influences, decreases. And this leads to a decrease in the absolute values of the current difference in estimates of the probabilistic characteristics of the filtered variables of the object and its model. In the case of an increase in the transmission factor of the object, the current difference, on the contrary, increases. Including, in the prototype during changes

Зо коефіцієнта передачі об'єкта змінюється коефіцієнт передачі контуру самоналагодження. При високих коефіцієнтах передачі контуру самоналагодження перехідні процеси в ньому будуть мати високу коливальність, а при низьких - будуть повільними. Це, в обох випадках, знижує точність визначення коефіцієнта передачі моделі об'єкта керування.From the transmission coefficient of the object, the transmission coefficient of the self-tuning loop changes. With high transfer coefficients of the self-tuning circuit, the transient processes in it will have a high fluctuation, and with low ones - they will be slow. This, in both cases, reduces the accuracy of determining the transfer coefficient of the control object model.

В основу винаходу, який заявляється, поставлена задача розробити удосконалений спосіб самоналагодження коефіцієнта передачі регулятора, в якому шляхом виконання нових операцій і зміни порядку виконання відомих операцій забезпечити підвищення точності визначення коефіцієнта передачі моделі об'єкта керування при змінах коефіцієнта передачі об'єкта керування й, як наслідок, підвищення точності підтримки регульованої змінної сигналу об'єкта керування на заданому значенні.The basis of the invention, which is claimed, is the task of developing an improved method of self-adjustment of the transmission coefficient of the regulator, in which, by performing new operations and changing the order of execution of known operations, to ensure an increase in the accuracy of determining the transmission coefficient of the model of the control object when the transmission coefficient of the control object changes and, as a result, increasing the accuracy of maintaining the adjustable signal variable of the control object at the specified value.

Поставлена задача вирішена в способі самоналагодження коефіцієнта передачі регулятора, що включає стабілізацію на заданому значенні регульованої змінної сигналу об'єкта керування, коефіцієнт передачі якого змінюється у часі, за рахунок зміни керуючої дії регулятора, фільтрацію регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі від низькочастотних складових, викликаних змінами збурюючих впливів на об'єкт керування, обчислення на ковзному інтервалі часу поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі, обчислення поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик, зміну коефіцієнта передачі моделі об'єкта в напрямку зменшення значення різниці оцінок аж до нуля, обчислення коефіцієнта передачі регулятора по змінному коефіцієнту передачі моделі об'єкта, який відрізняється тим, що додатково визначають знаки фільтрованих регульованих змінних сигналу і, у випадку збігу цих знаків, продовжують обчислення на ковзному інтервалі часу поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу, обчислення поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик і обчислення коефіцієнта передачі регулятора по змінному коефіцієнту передачі моделі об'єкта, а у випадку розбіжності знаків фільтрованих регульованих змінних сигналу оцінки імовірнісних характеристик та коефіцієнти передачі зберігають на попередньому рівні, при цьому оцінку імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування стабілізують на фіксованому значенні, для чого обчислюють поточне значення різниці між цією оцінкою й фіксованим значенням, перетворюють поточне значення різниці, наприклад, інтегрують, і множать на перетворену величину оцінку імовірнісної бо характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування, зменшуючи за рахунок цього значення різниці аж до нуля, одночасно на цю перетворену величину множать і оцінку імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу моделі об'єкта керування.The task is solved in the method of self-adjustment of the controller transmission coefficient, which includes stabilization at a given value of the adjustable variable of the control object signal, the transmission coefficient of which changes over time, due to the change in the control action of the regulator, filtering of the adjustable variables of the control object signal and its model from of low-frequency components caused by changes in disturbing influences on the control object, calculation on a sliding time interval of current estimates of probabilistic characteristics of the filtered adjustable variables of the control object signal and its model, calculation of the current value of the difference in estimates of probabilistic characteristics, a change in the transfer coefficient of the object model in in the direction of reducing the value of the difference in estimates down to zero, calculating the transfer coefficient of the regulator based on the variable transfer coefficient of the object model, which is distinguished by the fact that the signs of the filtered regulated variables of the signal are additionally determined and, in the case of the coincidence of these signs, the calculation is continued on sliding time interval of current estimates of the probabilistic characteristics of the filtered regulated signal variables, calculation of the current value of the difference of the estimates of the probabilistic characteristics and calculation of the transfer coefficient of the controller according to the variable transmission coefficient of the object model, and in the case of a discrepancy in the signs of the filtered regulated variables of the signal, the estimates of the probabilistic characteristics and the transfer coefficients are stored on previous level, while the estimate of the probabilistic characteristic of the filtered adjustable signal variable of the control object is stabilized at a fixed value, for which the current value of the difference between this estimate and the fixed value is calculated, the current value of the difference is transformed, for example, integrated, and the estimate of the probability is multiplied by the transformed value because the characteristics of the filtered adjustable variable of the control object signal, reducing the difference to zero due to this value, at the same time multiplying the estimate of the probability characteristic by this transformed value ics of the filtered adjustable signal variable of the control object model.

Винахід пояснюється за допомогою креслень, де на Фіг. 1 показана структурна схема системи, яка реалізує, запропонований спосіб самоналагодження; на Фіг. 2: графік зміни коефіцієнта передачі о ) об'єкта керування, графік зміни часу запізнення То об'єкта керування, графіки змін коефіцієнта передачі Кт моделі об'єкта керування, графіки змін регульованої змінної сигналу УС) об'єкта керування, значення середньоквадратичного відхилення помилки регулювання основного контуру Те.The invention is explained with the help of drawings, where Fig. 1 shows the structural diagram of the system that implements the proposed self-debug method; in Fig. 2: graph of changes in the transmission coefficient o) of the control object, graph of changes in the delay time To of the control object, graphs of changes in the transmission coefficient Kt of the model of the control object, graphs of changes in the regulated variable of the signal UC) of the control object, the mean square deviation of the error adjustment of the main circuit Te.

Система, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, включає до свого складу: регулятор основного контуру регулювання 1, який складається з першого блока множення 2 (перша частина регулятора, яка реалізує пропорційну частину алгоритму керування й визначає змінний коефіцієнт передачі Кг ), та другої частини регулятора 3, яка реалізує інерційну частину алгоритму, наприклад, інтегральну й диференціальну складові в ПіД-алгоритмі; об'єкт керування 4; перший, другий, третій і четвертий задатчики 5, 28, 30, 31; перший, другий, третій і четвертий алгебраїчні суматори 6, 22, 27, 32; модель об'єкта керування 7, яка складається з інерційної частини моделі об'єкта керування 8 та другого блока множення 9, який реалізує пропорційну частину моделі об'єкта керування й визначає змінний коефіцієнт передачі т моделі; ідентичні перший і другий фільтри високої частоти 10, 11; перший і другий керовані ключі з пам'яттю 12, 13; ідентичні перший і другий обчислювачі імовірнісних характеристик 14, 17, які складаються з першого і другого квадратора 15, 18, а також з першого і другого фільтрів низької частоти 16, 19; третій і четвертий блок множення 20, 21; перший і другий граничний детектор 23, 24; блок логіки 25; регулятор 26 контуру самоналагодження коефіцієнта передачі моделі об'єктах; блок ділення 29; регулятор 33 контуру масштабування оцінок імовірнісних характеристик.The system that implements the proposed self-adjustment method includes: the regulator of the main control loop 1, which consists of the first multiplication block 2 (the first part of the regulator, which implements the proportional part of the control algorithm and determines the variable transmission coefficient Kg ), and the second part of the regulator 3 , which implements the inertial part of the algorithm, for example, the integral and differential components in the PiD algorithm; control object 4; first, second, third and fourth setters 5, 28, 30, 31; the first, second, third and fourth algebraic adders 6, 22, 27, 32; control object model 7, which consists of the inertial part of the control object model 8 and the second multiplication block 9, which implements the proportional part of the control object model and determines the variable transfer coefficient t of the model; identical first and second high-frequency filters 10, 11; first and second controlled keys with memory 12, 13; identical first and second calculators of probabilistic characteristics 14, 17, which consist of the first and second quadrator 15, 18, as well as the first and second low-pass filters 16, 19; the third and fourth blocks of multiplication 20, 21; the first and second limit detectors 23, 24; logic block 25; regulator 26 of the self-adjustment circuit of the coefficient of transfer of the model to objects; division block 29; controller 33 of the scaling contour of estimates of probabilistic characteristics.

На Фіг. 1 наведені наступні позначення:In Fig. 1 the following designations are given:

У - сигнал регульованої змінної сигналу з виходу об'єкта керування 4; 7Y - the signal of the regulated variable signal from the output of control object 4; 7

У - сигналз виходу задатчика 5; у -у е - сигнал похибки :Y - signal from the output of the encoder 5; y -y e - error signal:

Зо и - керуючий вплив регулятора 1 основного контуру регулювання;Зои - controlling influence of regulator 1 of the main regulation circuit;

ЖК, Я. зовнішні координатні й параметричні збурення, які діють на об'єкт керування;ZhK, Ya. external coordinate and parametric disturbances acting on the control object;

Ут - сигнал з виходу моделі об'єкта керування 7;Ut - signal from the output of the control object model 7;

У. центрований сигнал регульованої змінної сигналу об'єкта керування у з виходу фільтра 10;U. centered signal of the regulated variable signal of the control object y from the output of the filter 10;

Ут - центрований сигнал регульованої змінної сигналу моделі об'єкта керування Ут з виходу фільтра 11;Ut - the centered signal of the regulated variable signal of the control object model Ut from the output of the filter 11;

Ук - центрований сигнал з виходу ключа 12; тк - центрований сигнал з виходу ключа 13;Uk - centered signal from the output of key 12; tk - centered signal from the output of key 13;

УК - сигнал оцінки дисперсії регульованої змінної сигналу об'єкта керування на виході обчислювача імовірнісних характеристик 14;UC - a signal for estimating the dispersion of the regulated variable of the control object signal at the output of the probabilistic characteristics calculator 14;

УТ. сигнал оцінки дисперсії регульованої змінної сигналу моделі об'єкта керування на виході обчислювача імовірнісних характеристик 17; п с.UT. the signal for estimating the variance of the regulated variable of the control object model signal at the output of the probability characteristics calculator 17; p.s.

К - сигнал з виходу задатчика 29 - константа, яка визначає початкове значення коефіцієнта передачі моделі об'єкта; 7 - .K - signal from the output of the encoder 29 - a constant that determines the initial value of the transmission coefficient of the object model; 7 -

А" - сигнал з виходу задатчика 30 - константа, яка визначає бажаний вид перехідного процесу в основному контурі регулювання; 7 . 07 - сигнал з виходу задатчика 31 - константа, яка визначає задане значення оцінки імовірнісної характеристики; а - керуючий вплив регулятора 33 контуру мас штабу вання оцінок імовірнісних характеристик; ц. керуючий вплив з виходу блока логіки 25;A" - signal from the output of the setter 30 - a constant that determines the desired type of transient process in the main control loop; 7.07 - signal from the output of the setter 31 - a constant that determines the set value of the evaluation of the probability characteristic; a - the controlling effect of the regulator 33 of the mass circuit scaling of estimates of probabilistic characteristics, i.e., controlling influence from the output of logic block 25;

АО - сигнал різниці оцінок дисперсій на виході алгебраїчного суматора 22;AO - the signal of the difference in variance estimates at the output of the algebraic adder 22;

ре . . м лу ую - скоригований сигнал оцінки дисперсії регульованої змінної сигналу об'єкта керування на виході третього блока множення 20.re . млу ую - the adjusted signal of the variance estimation of the regulated variable of the signal of the control object at the output of the third unit of multiplication 20.

Елементи, перераховані вна схемі системи, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, сполучені між собою наступним чином. Вихід першого задатчика 5 з'єднаний з першим входом першого алгебраїчного суматора 6, вихід якого з'єднаний з першим входом регулятора 1, а саме з першим входом першого блока множення 2. Вихід першого блока множення 2 з'єднаний з входом другої частини регулятора 3, вихід якого з'єднаний з входом об'єкта керування 4 та першим входом моделі об'єкта керування 7, а саме з входом інерційної частини моделі об'єкта керування 8. Вихід інерційної частини моделі об'єкта керування 8 з'єднаний з першим входом другого блока множення 9. Вихід об'єкта керування 4 з'єднаний з другим входом першого алгебраїчного суматора 6 та входом першого фільтра високої частоти 10. Вихід другого блока множення 9 з'єднаний з входом другого фільтра високої частоти 11.The elements listed in the scheme of the system, which implements the proposed self-adjustment method, are interconnected as follows. The output of the first encoder 5 is connected to the first input of the first algebraic adder 6, the output of which is connected to the first input of the regulator 1, namely to the first input of the first multiplication block 2. The output of the first multiplication block 2 is connected to the input of the second part of the regulator 3 , the output of which is connected to the input of the control object 4 and the first input of the control object model 7, namely to the input of the inertial part of the control object model 8. The output of the inertial part of the control object model 8 is connected to the first by the input of the second multiplication unit 9. The output of the control object 4 is connected to the second input of the first algebraic adder 6 and the input of the first high-frequency filter 10. The output of the second multiplication unit 9 is connected to the input of the second high-frequency filter 11.

Вихід першого фільтра високої частоти 10 з'єднаний з першим входом першого керованого ключа з пам'яттю 12 та з входом першого граничного детектора 23. Вихід другого фільтра високої частоти 11 з'єднаний з першим входом другого керованого ключа з пам'яттю 13 та з входом другого граничного детектора 24. Вихід першого граничного детектора 23 з'єднаний з першим входом блока логіки 25, а вихід другого граничного детектора 24 з'єднаний з другим входом блока логіки 25. Вихід блока логіки 25 з'єднаний з другим входом першого керованого ключа з пам'яттю 12 та з другим входом другого керованого ключа з пам'яттю 13. Вихід першого керованого ключа з пам'яттю 12 з'єднаний входом першого обчислювача імовірнісних характеристик 14, а саме з входом першого квадратора 15, вихід якого з'єднаний з входом першого фільтра низької частоти 16. Вихід другого керованого ключа з пам'яттю 13 з'єднаний входом другого обчислювача імовірнісних характеристик 17, а саме з входом другого квадратора 18, вихід якого з'єднаний з входом другого фільтра низької частоти 19. Вихід першого фільтра низької частоти 16 з'єднаний з першим входом третього блока множення 20, а вихід другого фільтра низької частоти 19 з'єднаний з першим входом четвертого блока множення 21. Вихід третього блока множення 20 з'єднаний з першим входом другого алгебраїчного суматора 22 та з першим входом четвертого алгебраїчного суматора 32. Вихід четвертого блока множення 21 з'єднаний з другим входом другого алгебраїчного суматора 22,The output of the first high-pass filter 10 is connected to the first input of the first controlled key with memory 12 and to the input of the first limit detector 23. The output of the second high-pass filter 11 is connected to the first input of the second controlled key with memory 13 and with the input of the second limit detector 24. The output of the first limit detector 23 is connected to the first input of the logic block 25, and the output of the second limit detector 24 is connected to the second input of the logic block 25. The output of the logic block 25 is connected to the second input of the first controlled key with memory 12 and with the second input of the second controlled key with memory 13. The output of the first controlled key with memory 12 is connected to the input of the first calculator of probabilistic characteristics 14, namely to the input of the first squarer 15, the output of which is connected with the input of the first low-pass filter 16. The output of the second controlled key with memory 13 is connected to the input of the second calculator of probabilistic characteristics 17, namely to the input of the second quadrature 18, the output of which is connected with the input of the second low-pass filter 19. The output of the first low-pass filter 16 is connected to the first input of the third multiplication block 20, and the output of the second low-pass filter 19 is connected to the first input of the fourth multiplication block 21. The output of the third multiplication block 20 with connected to the first input of the second algebraic adder 22 and to the first input of the fourth algebraic adder 32. The output of the fourth multiplication block 21 is connected to the second input of the second algebraic adder 22,

Зо вихід якого з'єднаний з входом регулятора 26 контуру самоналагодження коефіцієнта передачі моделі об'єкта. Вихід регулятора 26 з'єднаний з першим входом третього алгебраїчного суматора 27, другий вхід якого з'єднаний з виходом другого задатчика 28. Вихід третього алгебраїчного суматора 27 з'єднаний з другим входом блока ділення 29 та з другим входом другого блока множення 9. Перший вхід блока ділення 29 з'єднаний з виходом третього задатчика З0, а вихід блока ділення 29 з'єднаний з другим входом першого блока множення 2.The output of which is connected to the input of the controller 26 of the self-adjustment circuit of the transfer coefficient of the object model. The output of the regulator 26 is connected to the first input of the third algebraic adder 27, the second input of which is connected to the output of the second setter 28. The output of the third algebraic adder 27 is connected to the second input of the division block 29 and to the second input of the second multiplication block 9. The first the input of the division block 29 is connected to the output of the third encoder Z0, and the output of the division block 29 is connected to the second input of the first multiplication block 2.

Вихід четвертого задатчика 31 з'єднаний з другим входом четвертого алгебраїчного суматора 32, вихід якого з'єднаний з входом регулятора 33 контуру масштабування оцінок імовірнісних характеристик. Вихід регулятора 33 з'єднаний з другим входом третього блока множення 20 та другим входом четвертого блока множення 21.The output of the fourth setter 31 is connected to the second input of the fourth algebraic adder 32, the output of which is connected to the input of the controller 33 of the scaling circuit of estimates of probabilistic characteristics. The output of the regulator 33 is connected to the second input of the third multiplication block 20 and the second input of the fourth multiplication block 21.

Пропонований спосіб здійснюється системою керування, структурна схема якої представлена на Фіг. 1, у наступному порядку. Керуючий вплив регулятора стабілізує на заданому значенні у регульовану змінну у об'єкта керування, компенсуючи вплив зовнішніх координатних збурень їк . У структурній схемі системи функцію стабілізації виконують регулятор 1, об'єкт керування 4, задатчик 5 і алгебраїчний суматор 6, зі своїми зв'язками, що утворюють основний контур регулювання.The proposed method is implemented by the control system, the structural diagram of which is shown in Fig. 1, in the following order. The controlling influence of the controller stabilizes the controlled variable at the set value in the object of control, compensating for the influence of external coordinate disturbances. In the structural diagram of the system, the stabilization function is performed by regulator 1, control object 4, encoder 5 and algebraic adder 6, with their connections forming the main regulation circuit.

Для рішення багатьох практичних завдань об'єкт керування 4 можна описати передатною функцієюFor solving many practical problems, control object 4 can be described by a transfer function

К .K.

МУР (в) - твя «ехр(- тов) - Ко М" (в) (1)MUR (c) - your "ehr(- tov) - Co M" (c) (1)

Кк с. од Т, не ' . де 79 - коефіцієнт передачі об'єкта керування, 9 - постійна часу об'єкта керування при його апроксимації інерційною ланкою першого порядку, То - час запізнення в об'єкті керування, о що (в) - інерційна частина передатної функції, а З - оператор Лапласа.Kk p. from T, not ' . where 79 is the transfer coefficient of the control object, 9 is the time constant of the control object when it is approximated by the inertial link of the first order, To is the delay time in the control object, and (c) is the inertial part of the transfer function, and Z is the Laplace operator.

Параметри регулятора 1 можуть бути розраховані по різних інженерних методиках.The parameters of regulator 1 can be calculated by various engineering methods.

Наприклад, згідно з |(Копелович А.П. Инженерньсе методь рассчета при вьіборе автоматических регуляторов |Гекст| / М.: Гобс. научно-техническоеє издательство литературьї по черной и цветной металлургии, 1960-190 с, стр. 111), параметри ПІД-регулятора визначаються за відомими параметрами об'єкта керування (1): коефіцієнт перадачі регулятора "" розраховується з виразуFor example, according to |(Kopelovich A.P. Engineering calculation method for the vibration of automatic regulators |Hext| / M.: Hobs. nauchno-technicheskoe izdatelstoye literaturyi po chernoi i tsvetnoi metallurgii, 1960-190 p., p. 111), the PID parameters -regulators are determined by the known parameters of the control object (1): the transfer coefficient of the regulator "" is calculated from the expression

АТАК Кк, --- то час ізодрому - 72 7 то,ATAK Kk, --- then isodrome time - 72 7 then,

Тр Сто час упередження - ; 7 . - - де А", а, Б, С - константи, які визначають бажаний вид перехідного процесу. 7 б. -Tr Hundred time bias - ; 7. - - where A", a, B, C are constants that determine the desired type of transition process. 7 b. -

Якщо задатися значенням А то коефіцієнт передачі регулятора 1 можна розрахувати з виразуIf the value A is set, then the transmission coefficient of regulator 1 can be calculated from the expression

Кк, - д- / Ко (2)Kk, - d- / Ko (2)

За аналогією з (1) передатна функція моделі об'єкта керування представляється у виглядіBy analogy with (1), the transfer function of the control object model is presented in the form

К . ит (в)- еп. г ехрі ов) 5 Ку МУ в) 5 й (3)K. and (c) - ep. g ehri ov) 5 Ku MU c) 5 y (3)

Кт г. . г Та ще од де - коефіцієнт передачі моделі об'єкта керування, - постійна часу моделі об'єкта керування при його апроксимації інерційною ланкою першого порядку, тт - час запізнення в ті моделі об'єкта керування, а що (в) - інерційна частина передатної функції.Kt g. where is the transmission coefficient of the model of the control object, is the time constant of the model of the control object when it is approximated by an inertial link of the first order, tt is the delay time in those models of the control object, and (c) is the inertial part transfer function.

Змінний коефіцієнт передачі регулятора 1 реалізує перший блок множення 2, який множить сигнал похибки 97У У вна обчислений по залежності (2) поточний коефіцієнт передачі регулятора КЕ,The variable transmission ratio of the controller 1 implements the first multiplication block 2, which multiplies the error signal 97U by the current transmission ratio of the KE regulator calculated from dependence (2),

Частина З регулятора реалізує інерційні складові алгоритму регулювання, наприклад, І - таPart C of the regulator implements the inertial components of the regulation algorithm, for example, I - and

Д - складові.D - components.

Спосіб, який заявляється, спрямований на самоналагодження коефіцієнта передачі регулятора " при змінах коефіцієнта передачі об'єкта о за рахунок підстроювання (наближення) до нього поточних значень коефіцієнта передачі Кл моделі об'єкта. При цьому передбачається, що: Кк г - зміни коефіцієнта передачі об'єкта 79, що є по своїй суті параметричними збуреннями З для системи регулювання, можуть суттєво змінюватися (в 2...5 рази у порівнянні зморднаду у значенням), однак ці зміни носять низькочастотний характер і на інтервалі часу (0 с,The proposed method is aimed at self-adjustment of the transmission coefficient of the regulator "in case of changes in the transmission coefficient of the object o by adjusting (approaching) to it the current values of the transmission coefficient Кl of the object model. At the same time, it is assumed that: Кк г - changes in the transmission coefficient object 79, which are essentially parametric perturbations З for the control system, can change significantly (by 2...5 times compared to the momentum in value), however, these changes are of a low-frequency character and in the time interval (0 s,

Зо де Їс частота зрізу системи, коефіцієнт передачі об'єкта Ко можна вважати квазістаціонарним; - параметри То й бо об'єкта квазістаціонарні й міняються несуттєво; - зовнішні координатні збурення КО які впливають на об'єкт, носять випадковий характер, причому їх спекуррльний склад більш низькочастотний, ніж спектр коливань регульованої змінної сигналу УЧ,From where Is the cut-off frequency of the system, the transmission coefficient of the object Ko can be considered quasi-stationary; - the parameters of the object are quasi-stationary and change insignificantly; - external coordinate perturbations of the CO that affect the object are random in nature, and their spectral composition is lower-frequency than the spectrum of oscillations of the regulated variable of the UCH signal,

Крім перерахованих раніше, інші блоки, представлені в структурній схемі системи, яка реалізує фдапропонований спосіб, призначені для визначення змінних значень коефіцієнта передачі 9 об'єкта керування й підстроювання (наближення до нього) значень коефіцієнта передачі Ка моделі.In addition to those listed earlier, other blocks presented in the structural diagram of the system that implements the proposed method are intended for determining variable values of the transmission coefficient 9 of the control object and adjusting (approaching it) values of the transmission coefficient Ka of the model.

Модель об'єкта керування 7 по залежності (3) у структурній схемі системи, яка реалізує пропонований спосіб, складається з блока 8 - інерційної частини моделі об'єкта керуванняThe control object model 7 according to dependence (3) in the structural diagram of the system that implements the proposed method consists of block 8 - the inertial part of the control object model

М (в) що включає й ланку запізнення, і другого блока множення 9, який формує змінний коефіцієнт передачі кт.M (c), which includes both the delay link and the second multiplication block 9, which forms the variable transmission coefficient kt.

У відповідності із способом, який заявляється, проводиться фільтрація регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі від низькочастотних складових, викликаних змінами збурюючих впливів на об'єкт керування. У структурній схемі системи, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, функцію фільтрації виконують фільтри 10, 11. У найпростішому випадку це диференціатори - фільтри високої частоти, передатна функція якихIn accordance with the method that is claimed, the adjustable variables of the signal of the control object and its model are filtered from low-frequency components caused by changes in disturbing influences on the control object. In the structural diagram of the system that implements the proposed self-tuning method, the filtering function is performed by filters 10, 11. In the simplest case, these are differentiators - high-frequency filters, the transfer function of which

Мвт сMvt c

Те не . и. . де - постійна часу інерційної частини фільтра.It's not. and . where is the time constant of the inertial part of the filter.

Фільтри (3: 41 дуючають із сигналів регульованих змінних сигналу з вихо У об'єкта 5 керування У тухук й з виходу його моделі Ут() - Ут 7 Ут() постійні складові У ; Ут і на їхньому виході спостерігаються центровані сигнали У, У,Filters (3: 41 blow from the signals of regulated variables of the signal from the output U of the control object 5 U tuhuk and from the output of its model Ut() - Ut 7 Ut() constant components U ; Ut and centered signals U, U are observed at their output ,

Далі, відповідно до спору При заявляється, визначають знаки фільтрованих регульованих змінних сигналу Ук ; Утії і, у випадку збігу цих знаків, продовжують обчислення на ковзному інтервалі часу поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу, обчислення поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик і обчислення коефіцієнта передачі регулятора по змінному коефіцієнту передачі моделі об'єкта, а у випадку розбіжності знаків фільтрованих регульованих змінних сигналу оцінки імовірнісних характеристик та коефіцієнти передачі зберігають на попередньому рівні.Next, in accordance with the claim, the signs of the filtered adjustable variables of the signal Uk are determined; Utii and, in the case of the coincidence of these signs, continue the calculation on the sliding time interval of the current estimates of the probabilistic characteristics of the filtered regulated variables of the signal, the calculation of the current value of the difference of the estimates of the probabilistic characteristics and the calculation of the transfer coefficient of the regulator according to the variable transfer coefficient of the object model, and in the case of a discrepancy of the signs filtered adjustable signal variables estimate probabilistic characteristics and transfer coefficients are kept at the previous level.

У структурній схемі системи, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, цю функцію виконують перший 12 і другий 13 ключі з пам'яттю, перший 23 і другий 24 граничні детектори, а також блок логіки 25. ті )In the structural diagram of the system that implements the proposed self-debug method, this function is performed by the first 12 and second 13 keys with memory, the first 23 and second 24 limit detectors, as well as the logic block 25. those )

Знаки фільтрованих регульованих змінних сигналу об'єкта керування Ук і його моделіSigns of the filtered adjustable signal variables of the Uk control object and its model

Утіо визначають перший 23 і другий 24 граничні детектори по залежностях в 1уУ020 -1У0) «0 1Ут|)» 0Utio is determined by the first 23 and second 24 limit detectors according to dependencies in 1uU020 -1U0) "0 1Ut|)" 0

Зт уч (5) -1Ут) «0Zt uch (5) -1Ut) "0

Блок логіки 25 формує керуючий вплив по залежності 1 5і віт - 1 "о О, ві - ві 1 ; ЗІ - 9 тШЖВ З - й . (6)Logic block 25 forms a controlling influence depending on 1 5 and vit - 1 "o О, ви - 1 ; ЗИ - 9 тШЖВ З - и. (6)

Перший 12 і другий 13 ключі з пам'яттю реалізують наступні залежності ; у, цр-1The first 12 and the second 13 keys with memory implement the following dependencies; in, tsr-1

КА у" 1 ці -0 - Ут Чі -1KA y" 1 tsi -0 - Ut Chi -1

Утк - й п-ї (7)Utk - th n-th (7)

Ут »щ-0 у пй оп-1 де уУт - попередні значення центрованих складових регульованих змінних сигналу об'єкта керування У ї його моделі Ут до моменту переходу керуючого сигналу М, блока логіки 25 зі значення одиниці в нуль. У ті моменти часу, коли фільтровані регульовані змінні об'єкта керування і його моделі змінюються синфазно й знаки їх однакові, еобуідно обчислювати значення оцінок їх імовірнісних характеристик (тобто оцінки дисперсій ук тут тому що вони містять інформацію про поточні значення коефіцієнтів передачі об'єкта керування і його моделі.Ut »sh-0 u pi op-1 where uUt are the previous values of the centered components of the controlled variable signal of the control object Ut and its model Ut until the transition of the control signal M of the logic block 25 from the value of one to zero. At those moments of time when the filtered adjustable variables of the control object and its model change in phase and their signs are the same, it is reasonable to calculate the values of the estimates of their probabilistic characteristics (that is, the estimates of the variances uk here because they contain information about the current values of the control transfer coefficients of the object and its models.

У такі моменти часу блок логіки 25 включає ключі 12, 13 сигналом керування чт, обчислювачі 14, 17 обчислюють поточні значення оцінок імовірнісних характеристик - дисперсій УК, ТУТ,At such moments of time, the logic block 25 includes keys 12, 13 with the T control signal, calculators 14, 17 calculate the current values of estimates of the probabilistic characteristics - dispersions of the UK, HERE,

В інші моменти часу, коли фільтровані регульовані змінні об'єкта керування і його моделі змінюються несинфазно й знаки їх не однакові, інформація про поточні значення коефіцієнтів передачі об'єкта керування і його моделі спотворюється під впливом розбіжності параметрів об'єкта керування і його моделі, а також під впливом зовнішніх координатних збурень східчастого характеру. У такі моменти часу блок логіки 25 відключає ключі 12, 13 сигналом керування ЧУ оцінки імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі (оцінки дисперсій Ук Утк запам'ятовуються на попередньому рівні фільтрами низької частоти 16 і 19. ре підвищує точність подальшого визначення коефіцієнта передачі моделі об'єкта керування "пт при змінах коефіцієнта передачіAt other time points, when the filtered adjustable variables of the control object and its model change out of phase and their signs are not the same, the information about the current values of the transfer coefficients of the control object and its model is distorted under the influence of the discrepancy between the parameters of the control object and its model, as well as under the influence of external coordinate disturbances of a stepped nature. At such moments of time, the logic block 25 turns off the keys 12, 13 of the control signal of the FM for estimating the probabilistic characteristics of the filtered adjustable variables of the signal of the control object and its model (estimates of dispersion Uk Utk are memorized at the previous level by low-pass filters 16 and 19. re increases accuracy further determination of the transmission coefficient of the model of the control object "PT" when the transmission coefficient changes

Ко об'єкта керування.To the control object.

Далі, згідно із способом, який заявляється, на ковзному інтервалі часу проводиться обчислення поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу, зокрема оцінок дисперсії. У структурній схемі системи, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, цю функцію виконую пер 12 ії другий 13 обчислювачі оцінок імовірнісних характеристик. Центровані сигнали У у, Ут регульованої змінної сигналу об'єкта керування і його моделі з виходів фільтрів 10 ї 11, проходять чере зусрщий ЩІ і другий 13 керовані ключі з пам'яттю, на виході яких формуються сигнали Ук й Утк Ї - Ці сигнали подаються на перший 12 і другий 13 обчислювачі імовірнісних характеристик, до складу яких входять перший 15 і дРУДЙ о. подагри, перший 16 і другий 19 фільтри низької частоти з передатною функцією 5) ДТЗ) Відомо (див. (Куликов Е.И. Методь измерения случайньх процес сов |Тексті / М- Радцо и связь, 1986. - я КО 106), що на виході фільтрів формуються оцінки дисперсій УК й УЖ сигналів Ук і Утк на ковзному інтервалі часуFurther, according to the method that is claimed, the current estimates of the probabilistic characteristics of the filtered regulated signal variables, in particular the dispersion estimates, are calculated on a sliding time interval. In the structural diagram of the system that implements the proposed self-debug method, this function is performed by the first 12 and the second 13 calculators for estimating probabilistic characteristics. Centered signals У у, Ут of the regulated variable signal of the control object and its model from the outputs of filters 10 and 11 pass through the front shield and the second 13 controlled keys with memory, at the output of which the signals Uk and Utk Y are formed - these signals are fed on the first 12 and the second 13 calculators of probabilistic characteristics, which include the first 15 and the second. gout, the first 16 and the second 19 low-pass filters with transfer function 5) DTZ) It is known (see (Kulikov E.I. Method of measurement of random processes | Texts / M- Radtso and communication, 1986. - I KO 106) that at the output of the filters, estimates of the dispersions of the UV and UV signals of the UV and UV signals are formed on a sliding time interval

Тос - Те Та. Значення інтервалу оцінювання Тос вибирається з діапазону Тос - (5..10)/ ,де їс - частота зрізу системи регулювання.Tos - Te Ta. The value of the evaluation interval Tos is selected from the range of Tos - (5..10)/, where іs is the cut-off frequency of the regulation system.

Обчислення поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик, як передбачає спосіб, який заявляється, у структурній схемі системи виконує алгебраїчний суматор 22, на входи якого подаються сигнали оцінок дисперсій, які масштабуються третім 20 і четвертим 21 блоками меня ра виході суматора 22 формується сигнал АО різниці оцінок дисперсій сигналів УК | Утк М відповідно до виразуCalculation of the current value of the difference in estimates of probabilistic characteristics, as provided for by the method that is claimed, in the structural diagram of the system is performed by an algebraic adder 22, the inputs of which are fed with signals of variance estimates, which are scaled by the third 20 and fourth 21 blocks of change and at the output of the adder 22, the AO signal of the difference in estimates is formed dispersions of UV signals | Knit M according to the expression

АВ - Ок "ца -Оутк "ца (в) де ба - масштабуючий коефіцієнт - керуючий вплив регулятора 33 контуру масштабування оцінок імовірнісних характеристик.AV - Ok "tsa -Outk "tsa (c) where ba - scaling factor - controlling influence of the controller 33 of the scaling circuit of estimates of probabilistic characteristics.

Зо В прототипі, базуючись на відомих залежностях (див. (Пугачев В.С. и др. Основь автоматического управления / Под ред. В.С. Пугачева |Текст| / М.: Гос. издательство физикр- математической литературь, 1963. - 646 с, стр. 264|, показано, що оцінки дисперсії У . ние - б; с. . ще регульованої змінної сигналу У та дисперсії Ут сигналу Утій) її моделі пропорційні 2 відповідно квадрату коефіцієнта передачі об'єкта керування Ко та квадрату коефіцієнта 2 передачі моделі об'єкта керування Ка,From In the prototype, based on known dependencies (see (V.S. Pugachev et al. Basic principles of automatic control / Under the editorship of V.S. Pugacheva / Text / M.: Gos. izdatelsto fizikr- matematicheskoi literatur, 1963. - 646 p., p. 264|, it is shown that the estimates of the variance U .nie - b; p. transmission of the control object model Ka,

На основі залежностей (7) в системі, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, центрований сигнал Ук з виходу першого керованого ключа з пам'яттю 12 пропорційний центрованому сигналу у регульованої змінної сигналу об'єкта керування у з виходу фільтра 10, а центрований сигнал Утк з виходу ключа 13 пропорційний центрованому сигналу регульованої змінної сигналу моделі об'єкта керування Ут з виходу фільтра 11. Отже, 2 ц2 різниця АЮ (8) пропорційна Ко Кл і тому, якщо спрямувати АО до нуля, то при цьомуOn the basis of dependencies (7) in the system that implements the proposed self-tuning method, the centered signal Uk from the output of the first controlled key with memory 12 is proportional to the centered signal in the adjustable variable of the signal of the control object y from the output of the filter 10, and the centered signal Utk from of the output of the key 13 is proportional to the centered signal of the adjustable variable signal of the model of the control object Ut from the output of the filter 11. Therefore, the 2 ц2 difference АУ (8) is proportional to Ко Кл and therefore, if you direct АО to zero, then at the same time

Ко з КтKo from Kt

Згідно із способом, який заявляється, проводиться зміна коефіцієнта передачі моделі об'єкта "т в напрямку зменшення значення різниці оцінок АЮ аж до нуля. У структурній схемі системи, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, цю функцію виконують регулятор 26 контуру самоналагодження коефіцієнта передачі "7 моделі об'єкта, наприклад зAccording to the proposed method, the transmission coefficient of the object model "t is changed in the direction of reducing the value of the difference in the AYU estimates down to zero. In the structural diagram of the system that implements the proposed self-adjustment method, this function is performed by the regulator 26 of the self-adjustment circuit of the transmission coefficient "7 object models, for example with

ПІ-або ПІД-алгоритмом, суматор 27 і задатчик 28, який визначає початковий коефіцієнт передачі . ' п . . моделі об'єкта К . Параметри регулятора 26 розраховуються за рекомендаціями, як і для регулятора 1.PI-or PID-algorithm, adder 27 and setter 28, which determines the initial transmission ratio. n. . models of the object K. The parameters of regulator 26 are calculated according to the recommendations, as for regulator 1.

Якщо на вхід регулятора 26 надходить не нульовий сигнал 40, то він змінює свій керуючий вплив і через суматор 27, другий блок множення 9 змінює також і коефіцієнт передачі т моделі об'єкта доти, поки різниця ло (8) на виході другого алгебраїчного суматора 22 не стане рівною нулю. При цьому фактично то,If a non-zero signal 40 is received at the input of the regulator 26, then it changes its control influence through the adder 27, the second multiplication block 9 also changes the transfer coefficient t of the object model until the difference lo (8) at the output of the second algebraic adder 22 will not become equal to zero. At the same time, in fact,

У структурній схемі системи, яка реалізує запропонований спосіб самоналагодження, обчислення коефіцієнта передачі регулятора 1 основного контуру по змінному коефіцієнту передачі моделі об'єкта виконує блок ділення 29 згідно з залежністю (2), на перший вхід якого 7 - . а. надходить, константа А" з виходу задатчика 30, а на другий вхід - поточне значення коефіцієнта передачі "пт моделі об'єкта керування з виходу суматора 27.In the structural diagram of the system that implements the proposed self-adjustment method, the calculation of the transmission coefficient of the regulator 1 of the main circuit according to the variable transmission coefficient of the object model is performed by the division block 29 according to dependence (2), the first input of which is 7 - . and. the constant A" is received from the output of the encoder 30, and the second input is the current value of the transfer coefficient "pt of the control object model from the output of the adder 27.

У відповідності із способом, який заявляється, оцінку імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування стабілізують на фіксованому значенні, для чого обчислюють поточне значення різниці між цією оцінкою й фіксованим значенням, перетворюють поточне значення різниці, наприклад інтегрують, і множать на перетворену величину оцінку імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування, зменшуючи за рахунок цього значення різниці аж до нуля. У структурній схемі системи, що реалізує запропонований спосіб самоналагодження, ці функції виконують третій задатчик 31, четвертий алгебраїчний суматор 32, регулятор 33 масштабування оцінки імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування, наприклад, з І-алгоритмом, і третій блок множення 20. Спільно ці блоки становлять контур стабілізації оцінки імовірнісної характеристики (оцінки дисперсії Ук) фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування з виходу третього блока множення . . 4 . 20 на фіксованому значенні Ю", яке задається на виході третього задатчика 31. Поточне значення оцінки УЮ подається на вхід четвертого суматора 32, на виході якого формується . Арк --0 , . різниця УЗ між цими сигналами. Регулятор 33 перетворює (наприклад, інтегрує) поточне значення різниці, формуючи керуючий вплив ча 11 а -- | АркаIn accordance with the method that is claimed, the estimate of the probabilistic characteristic of the filtered adjustable signal variable of the control object is stabilized at a fixed value, for which the current value of the difference between this estimate and the fixed value is calculated, the current value of the difference is transformed, for example, integrated, and multiplied by the transformed value estimation of the probability characteristic of the filtered adjustable variable of the control object signal, reducing due to this value the difference up to zero. In the structural diagram of the system that implements the proposed self-tuning method, these functions are performed by the third encoder 31, the fourth algebraic adder 32, the scaling controller 33 for estimating the probabilistic characteristic of the filtered adjustable variable of the control object signal, for example, with the I-algorithm, and the third multiplication unit 20 Together, these blocks form a circuit for stabilizing the estimate of the probabilistic characteristic (estimate of the dispersion Uk) of the filtered adjustable variable of the signal of the control object from the output of the third multiplication block. . 4. 20 on the fixed value of Y", which is set at the output of the third setter 31. The current value of the evaluation of UY is fed to the input of the fourth adder 32, at the output of which the difference UZ between these signals is formed. Arc --0, . The regulator 33 transforms (for example, integrates ) the current value of the difference, forming the controlling influence of cha 11 a -- | Arch

То , (9)That , (9)

ІЙ . . . де ! - параметр налаштування регулятора 33, який розраховується за рекомендаціями, як і для регулятора 1.IJ. . . where! - the setting parameter of regulator 33, which is calculated according to the recommendations, as for regulator 1.

Зо На величину ба у третьому блоці множення 20 множиться сигнал оцінки імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування УК, що надходить із виходу першого фільтра низької частоти 16, тобтоZo By the amount ba in the third multiplication block 20, the signal for evaluating the probabilistic characteristic of the filtered adjustable variable signal of the control object UC, which comes from the output of the first low-pass filter 16, is multiplied, i.e.

ЮОсю - ЮОжкоц ко чаYuOsyu - YuOzhkots kocha

УЮ У І (10)UYU U I (10)

Щоб забезпечити симетрію оцінок імовірнісних характеристик фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування і його моделі й не спотворити значення різниці АВ, відповідно до способу, який заявляється, одночасно на перетворену величину 79 з виходу регулятора 33 у четвертому блоці множення 21 множать і оцінку імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу Ук моделі об'єкта керування.In order to ensure the symmetry of the estimates of the probabilistic characteristics of the filtered adjustable variable signal of the control object and its model and not to distort the value of the difference AB, according to the method that is claimed, at the same time, the estimate of the probabilistic characteristic is multiplied by the transformed value 79 from the output of the controller 33 in the fourth multiplication unit 21 of the filtered adjustable signal variable Uk of the model of the control object.

Стабілізація значень оцінок імовірнісних характеристик регулятором 33 поліпшує роботу контуру самоналагодження коефіцієнта передачі 7 моделі об'єкта при змінах коефіцієнта передачі Ко об'єкта керування. Зменшення коливань абсолютних значень оцінок дисперсій УК, ре . с. . . ут дозволяє регулятору 26 більш точно встановлювати коефіцієнт передачі Ка моделі, відслідковуючи зміни коефіцієнта передачі Ко об'єкта керування. Отже, підвищується точність визначення коефіцієнта передачі моделі об'єкта керування.Stabilization of the estimated values of probabilistic characteristics by the regulator 33 improves the operation of the self-adjustment circuit of the transmission coefficient 7 of the object model when the transmission coefficient Ko of the control object changes. Reduction of fluctuations in the absolute values of estimates of variances of the UC, re. with. . . ut allows the controller 26 to more accurately set the transfer coefficient Ka of the model, monitoring changes in the transfer coefficient Ko of the control object. Therefore, the accuracy of determining the transfer coefficient of the model of the control object increases.

Як показали результати моделювання на ЕОМ спосіб, який заявляється, вирішує поставлену задачу - дозволяє підвищити точність визначення коефіцієнта передачі моделі об'єкта керування при змінах коефіцієнта передачі об'єкта керування й, як наслідок, підвищити точність підтримки регульованої змінної сигналу об'єкта керування на заданому значенні.As the results of computer modeling showed, the proposed method solves the problem - it allows to increase the accuracy of determining the transmission coefficient of the control object model when the control object transmission coefficient changes and, as a result, to increase the accuracy of maintaining the adjustable variable of the control object signal on the given value.

Як випливає з Фіг. 2, при впливі на об'єкт керуруння зовнішніх збурень у рипадкового характеру і лінійних змінах коефіцієнта передачі о і часу запізнення То в системі керування за прототипом точність самоналагодження коефіцієнта передачі Ка моделі об'єкта погіршується. Як наслідок, поступово збільшуються відхилення регульованої змінної сигналуAs follows from Fig. 2, when external disturbances of a random nature and linear changes in the transmission coefficient o and delay time To in the prototype control system affect the accuracy of the self-adjustment of the transmission coefficient Ka of the object model, it is affected by the control object. As a result, deviations of the regulated signal variable gradually increase

УФ від заданого значення У, В системі керування за винаходом усунутий вплив фазових зсувів фільтрованих регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі, які спотворюють значення оцінок імовірносних характеристик. Стабілізація цих оцінок підвищує точність визначення поточних значень коефіцієнта передачі "пл моделі об'єкта. При цьому середньоквадратинне відхилення похибки регулювання основного контуру поліпшується від значення бе 7792 до значення бе 77,UF from the set value U, In the control system according to the invention, the influence of phase shifts of the filtered adjustable variables of the signal of the control object and its model, which distort the value of estimates of probabilistic characteristics, is eliminated. The stabilization of these estimates increases the accuracy of determining the current values of the transmission coefficient "pl" of the object model. At the same time, the root mean square deviation of the adjustment error of the main circuit improves from the value of 7792 to the value of 77,

Claims (1)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб самоналагодження коефіцієнта передачі регулятора, що включає стабілізацію на заданому значенні регульованих змінних сигналу об'єкта керування, коефіцієнт передачі якого змінюється у часі, за рахунок зміни керуючої дії регулятора, фільтрацію регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі від низькочастотних складових, викликаних змінами збурюючих впливів на об'єкт керування, обчислення на ковзному інтервалі часу поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі, обчислення поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик, зміну коефіцієнта передачі моделі об'єкта в напрямку зменшення значення різниці оцінок аж до нуля, обчислення коефіцієнта передачі регулятора по змінному коефіцієнту передачі моделі об'єкта, який відрізняється тим, що додатково при фільтрації регульованих змінних сигналу об'єкта керування і його моделі від низькочастотних складових, визначають знаки фільтрованих регульованих змінних сигналу і, у випадку збігу цих знаків, продовжують обчислення на ковзному інтервалі часу поточних оцінок імовірнісних характеристик фільтрованих регульованих змінних сигналу, поточного значення різниці оцінок імовірнісних характеристик і коефіцієнта передачі регулятора по змінному коефіцієнту передачі моделі об'єкта, а у випадку розбіжності знаків фільтрованих регульованих змінних сигналу, оцінки імовірнісних характеристик та Зо коефіцієнти передачі зберігають на попередньому рівні, при цьому оцінку імовірнісної характеристики фільтрованих регульованих змінних сигналу об'єкта керування стабілізують на заданому фіксованому значенні, для чого обчислюють поточне значення різниці між цією оцінкою й заданим фіксованим значенням, перетворюють поточне значення різниці - інтегрують, і множать на перетворену величину оцінки імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу об'єкта керування, зменшуючи за рахунок цього значення різниці аж до нуля, одночасно на цю перетворену величину множать і оцінку імовірнісної характеристики фільтрованої регульованої змінної сигналу моделі об'єкта керування.FORMULA OF THE INVENTION A method of self-adjustment of the transmission coefficient of the regulator, which includes stabilization at a given value of the adjustable variables of the signal of the control object, the transmission coefficient of which changes over time, due to the change of the control action of the regulator, filtering of the adjustable variables of the signal of the control object and its model from low-frequency components , caused by changes in disturbing influences on the control object, calculation on a sliding time interval of current estimates of probabilistic characteristics of the filtered adjustable signal variables of the control object and its model, calculation of the current value of the difference in estimates of probabilistic characteristics, a change in the transfer coefficient of the object model in the direction of decrease the value of the difference in estimates up to zero, the calculation of the transfer coefficient of the controller based on the variable transfer coefficient of the object model, which differs in that, additionally, when filtering the regulated variables of the control object signal and its model from low-frequency components, the signs of fil are determined filtered regulated variables of the signal and, in case of coincidence of these signs, continue the calculation on the sliding time interval of the current estimates of the probabilistic characteristics of the filtered regulated variables of the signal, the current value of the difference between the estimates of the probabilistic characteristics and the transfer coefficient of the regulator according to the variable transfer coefficient of the object model, and in case of discrepancy the signs of the filtered adjustable signal variables, estimates of the probabilistic characteristics and Zo transfer coefficients are kept at the previous level, while the estimate of the probabilistic characteristics of the filtered adjustable signal variables of the control object is stabilized at a given fixed value, for which the current value of the difference between this estimate and the given fixed value is calculated , transform the current value of the difference - integrate, and multiply by the transformed value of the estimate of the probabilistic characteristic of the filtered adjustable variable of the control object signal, reducing due to this value of the difference up to zero , at the same time this converted value is multiplied by the estimate of the probabilistic characteristic of the filtered adjustable signal variable of the model of the control object.
UAA201605616A 2016-05-24 2016-05-24 SELF ADJUSTMENT OF REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT UA117038C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201605616A UA117038C2 (en) 2016-05-24 2016-05-24 SELF ADJUSTMENT OF REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201605616A UA117038C2 (en) 2016-05-24 2016-05-24 SELF ADJUSTMENT OF REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA117038C2 true UA117038C2 (en) 2018-06-11

Family

ID=62540408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201605616A UA117038C2 (en) 2016-05-24 2016-05-24 SELF ADJUSTMENT OF REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA117038C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alfaro et al. Robust tuning of 2DoF five-parameter PID controllers for inverse response controlled processes
Ingimundarson et al. Robust tuning procedures of dead-time compensating controllers
RU2108612C1 (en) Adaptive control system with identifier and implicit reference model
EP0370614B1 (en) Process control systems
RU2541848C1 (en) Adaptive control system
Laskawski et al. Sampling rate impact on the tuning of PID controller parameters
CN108958027B (en) Dynamic matrix control method of interval system
Morato et al. A novel unified method for time-varying dead-time compensation
UA117038C2 (en) SELF ADJUSTMENT OF REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT
RU2231819C2 (en) Adaptive control system with double-stage identifier and with implicit pattern model
Kurien et al. Overview of different approaches of pid controller tuning
Zhmud et al. A new approach to numerical optimization of a controller for feedback system
UA113967U (en) METHOD OF SELF-ADJUSTMENT OF THE REGULATOR TRANSMISSION COEFFICIENT
KR101572241B1 (en) Control system with robust control capability
Łaskawski et al. Influence of sampling on the tuning of PID controller parameters
RU2243584C2 (en) Method for optimal automatic adjustment of control system
RU2457529C1 (en) Adaptive system for controlling and stabilising physical quantities
US6847851B1 (en) Apparatus for improved general-purpose PID and non-PID controllers
Manisha et al. Model based controller for nonlinear process
Kokunko et al. State observers as a means for estimating derivatives of deterministic signals
Khobin et al. Problem topicality of offset absence order increase in controllers during control of objects with varying transmission coefficient
JPH0454243B2 (en)
RU2258951C1 (en) Adaptive control system with two-stage identifier and indirect standard model
Balogh et al. Extending the limits of stabilizability of systems with feedback delay via fractional-order PD controllers
RU2616219C1 (en) Self-adjusting automatic control system