UA81997C2

UA81997C2 - Method for adjustment of weight coefficients of system "adaline" at control of dynamical objects

Info

Publication number: UA81997C2
Application number: UAA200606171A
Authority: UA
Inventors: Дмитрий Павлович Кучеров; Вячеслав Викторович Богучарский; Владимир Иванович Рудаков; Андрей Юрьевич Гупало; Юрий Анатольевич Чипижко; Валентин Николаевич Турчин
Original assignee: Центральный Научно-Исследовательский Институт Вооружения И Военной Техники Вооруженных Сил Украины; Дмитрий Павлович Кучеров
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2008-02-25

Abstract

Method for adjustment of weight coefficients of system "Adalіne" at control of dynamical objects relates to area of machine-building, in particular to methods for control with neuro-network controller in control circuit of type "Adalіne" that is used at control of objects like aircraft, robotic unit, nuclear reactor, etc. The method is in adjustment of weight coefficients of system "Adalіne" at control of dynamical objects. Before beginning of functioning in control system one sets input data that besides needed error of working-off task with dynamical object, initial vector of adjustment parameters and initial state of dynamical object, standard solution function of system "Adalіne" additionally set needed number of switches of control signal at input of dynamical object. At end stage of adjustment in case of non-correspondence of values of solving and standard function one changes initial vector of adjustment parameters to side of decrease of error of operation with following bringing it to minimal value with account of needed number of switches of control signal and coordinates of dynamical object at instant of first switch. By means of the method proposed one provides increase of accuracy of working-off the task with dynamical object at minimal possible time in control system of type "Adalіne".

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема до способів керування з нейромережевим 2 регулятором в контурі керування, а саме до способів настроювання нейромережевого регулятора типу "Адаїпе", який використовується при керуванні такими об'єктами, як літальний апарат, робототехнічний пристрій, ядерний реактор та інші.The invention belongs to the field of mechanical engineering, in particular to methods of control with a neural network 2 regulator in the control circuit, namely to methods of setting up a neural network regulator of the "Adaipe" type, which is used in controlling such objects as an aircraft, a robotic device, a nuclear reactor and others .

Система керування з нейромережевим регулятором являє собою деяку інформаційно-керуючу систему, яка включає обчислювальні пристрої, автоматичні регулятори, виконавчі пристрої та інші елементи, що 710 використовуються для автоматичного керування деяким динамічним об'єктом. Найбільш поширені вимоги, що висуваються до системи керування - це точність та час відпрацювання завдання об'єктом керування. Значення цих показників суттєво залежать від корисного навантаження, виконавчого елемента та методів керування, що застосовуються, а також від умов функціонування.A control system with a neural network regulator is some information and control system that includes computing devices, automatic regulators, executive devices and other elements that 710 are used to automatically control some dynamic object. The most common requirements put forward to the control system are the accuracy and time of working out the task of the control object. The values of these indicators depend significantly on the payload, executive element and control methods used, as well as on the operating conditions.

Розрізнюють методи керування з повною інформацією про параметри виконавчого елемента та 72 навантаження та адаптивні підходи, які дозволяють функціонувати системі при зміні її параметрів в широкому діапазоні або взагалі припускають відсутність апріорної інформації про ці параметри, що є найбільш поширеним випадком. Різка зміна параметрів та збурень розстроюють систему керування, яка добре працює при середніх розрахункових умовах, при цьому ціль керування може не досягнутися. Саме в таких випадках доцільне застосування адаптивних підходів.Control methods with full information about the parameters of the executive element and 72 loads and adaptive approaches are distinguished, which allow the system to function when its parameters change in a wide range or assume the absence of a priori information about these parameters at all, which is the most common case. Abrupt changes in parameters and perturbations upset a control system that works well under average design conditions, while the control objective may not be achieved. It is in such cases that it is advisable to use adaptive approaches.

Відомі способи реалізації адаптивних систем базуються на методах побудови самонастроюваних систем - це способи побудови екстремальних та нейромережевих систем. Доцільність використання того чи іншого способу визначається властивостями об'єкта та умовами його функціонування. За наявності екстремальної залежності параметрів об'єкта від сигналу керування та умов безперервної зміни характеристик обладнання існує можливість застосування екстремальних способів керування. В тих же системах, де екстремальність с 22 характеристик не виявлена, доцільно використовувати методи, що базуються на регулюванні за Ге) нейромережевими принципами. Основою нейромережевих регуляторів є система Адааїїпе (Адаріїме Ііпеаг пешгопе), яка складається з підсилювачів зі змінними коефіцієнтами передачі (ваговими коефіцієнтами, настроюваними параметрами), що настроюються при функціонуванні, та суматора сигналів.Known ways of implementing adaptive systems are based on methods of building self-adjusting systems - these are ways of building extreme and neural network systems. The feasibility of using one or another method is determined by the properties of the object and the conditions of its operation. In the presence of extreme dependence of object parameters on the control signal and conditions of continuous change of equipment characteristics, there is a possibility of applying extreme control methods. In the same systems, where the extremity of c 22 characteristics is not detected, it is advisable to use methods based on regulation according to Ge) neural network principles. The basis of neural network regulators is the Adaaiype system (Adariyime Iipeag peshgope), which consists of amplifiers with variable transmission coefficients (weighting coefficients, adjustable parameters), which are adjustable during operation, and a signal adder.

Відомий спосіб настроювання системи "Адаїїпе" реалізовано в системі керування ядерним реактором, що - складається безпосередньо з системи "Адаїїпе" та ПІД-регулятора. Для настройки нейроконтролера (виконаного (зу за принципами побудови системи "Адаїїпе") в якості еталонної моделі використовується ПІД-регулятор. Для настройки вагових коефіцієнтів системи "Адаїіпе" використовуються вихідні дані ПІД-регулятора, які змінюють Ме, вагові коефіцієнти так, що реакція нейроконтролера стає такою самою, як вихід ПІД-регулятора. Після «- проведення настройки ПІД-регулятор вимикається (1). 325 До недоліків способу відносяться низька швидкість настроювання вагових коефіцієнтів та недостатня с точність і швидкодія самої системи керування з ПІД-регулятором, який використовується як еталонна модель для настроювання нейроконтролера. Швидкість настроювання характеризується числом ітерацій, які витрачаються на навчання нейроконтролера (підстроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе"). Точність та « швидкодія системи керування в значній мірі визначаються параметрами ПіІД-регулятора. 50 Найбільш близьким технічним рішенням, обраним за прототип, є спосіб настроювання вагових коефіцієнтів т с системи "Адаїїпе" при керуванні динамічними об'єктами, за яким в системі керування встановлюють вхідні дані, з» які включають потрібну похибку відпрацювання завдання динамічним об'єктом, початковий вектор настроюваних параметрів та початковий стан динамічного об'єкта, що відповідає еталонній вирішальній функції системи "Адаїйпе", вимірюють координати динамічного об'єкта, за координатами динамічного об'єкта та вектора настроюваних параметрів обчислюють значення вирішальної функції системи "Адаїйпе", порівнюють значення со отриманої вирішальної функції зі значенням еталонної для певного моменту часу керування, на заключній стадії - настроювання в разі невідповідності значень вирішальної та еталонної функцій змінюють початковий вектор настроюваних параметрів в бік зменшення похибки відпрацювання з подальшим приведенням Її до мінімального ре) значення (2). «с 20 Недоліком способу настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе", який обраний за прототип, є тривалість настроювання та точність відпрацювання завдання динамічним об'єктом після проведення "і настроювання. Спосіб настроювання суттєво спирається на відмінності, що є в вирішальній функції еталонної моделі та системі "Адаїіпе". Наявність відмінностей з одного боку визначає величину та напрям зміни вагових коефіцієнтів, а з іншого примушує здійснювати корекцію малим кроком, що впливає на тривалість процесу їх 52 підстроювання. При цьому поведінка динамічної системи підстроюється до навчаючої моделі, яка не враховує о динамічні властивості об'єкту керування. Таким чином, якщо параметри еталонної моделі відрізняються від параметрів керованого об'єкта, то бажаної точності та швидкодії отримано не буде, при цьому буде завжди ко получатися якийсь режим, близький до роботи моделі. Цей недолік є важливим, тому що реальний об'єкт завжди відрізняється від моделі. 60 В основу способу настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" при керуванні динамічними об'єктами за винаходом покладено завдання шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити підвищення точності відпрацювання завдання динамічним об'єктом за мінімально можливий час в системі керування з "Адаїїпе" за рахунок контролю числа перемикань сигналу керування та вибору в якості інформаційної точки для корекції невідомих вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" - фазової точки, за якою було здійснено перше перемикання 62 сигналу керування.The well-known method of adjusting the Adaiipe system is implemented in the nuclear reactor control system, which consists directly of the Adaiipe system and a PID controller. A PID controller is used as a reference model to adjust the neurocontroller (executed (according to the principles of building the Adaiipe system). To adjust the weighting coefficients of the Adaiipe system, the output data of the PID controller are used, which change Me, the weighting factors so that the reaction of the neurocontroller becomes the same as the output of the PID controller. After "- adjustment, the PID controller is turned off (1). 325 The disadvantages of the method include the low speed of adjusting the weighting coefficients and the insufficient accuracy and speed of the control system itself with the PID controller, which is used as a reference model for tuning a neurocontroller. The speed of tuning is characterized by the number of iterations spent on training the neurocontroller (adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system). The accuracy and "speed of the control system are largely determined by the parameters of the PIID controller. 50 The closest technical solution chosen according to prototype, there is a way to set it up weighting coefficients ts of the "Adaiipe" system when controlling dynamic objects, according to which input data are set in the control system, which include the required error of working out the task by the dynamic object, the initial vector of adjustable parameters and the initial state of the dynamic object, which corresponds to the reference decision function of the "Adayipe" system, the coordinates of the dynamic object are measured, the value of the decision function of the "Adayipe" system is calculated based on the coordinates of the dynamic object and the vector of adjustable parameters, the value of the obtained decision function is compared with the reference value for a certain moment of control time, at the final stage - adjustment in the event of a discrepancy between the values of the decisive and reference functions, change the initial vector of adjustable parameters in the direction of reducing the working error with further bringing it to the minimum re) value (2). "with 20 The disadvantage of the method of adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system, which was chosen as a prototype, is the duration of adjustment and the accuracy of working out the task by a dynamic object after "and adjustment. The adjustment method is significantly based on the differences in the decisive function of the reference model and to the "Adaiipe" system. On the one hand, the presence of differences determines the magnitude and direction of changes in the weighting coefficients, and on the other hand, it forces correction in small steps, which affects the duration of the process of their 52 adjustment. At the same time, the behavior of the dynamic system is adjusted to the learning model, which does not take into account about dynamic properties of the control object. Thus, if the parameters of the reference model differ from the parameters of the controlled object, the desired accuracy and speed will not be obtained, while some mode close to the operation of the model will always be obtained. This disadvantage is important, because the real object is always different from the model.60 In the basis of the way we tripling of the weighting coefficients of the "Adaiipe" system when controlling dynamic objects according to the invention, the task is set by eliminating the shortcomings of the prototype to ensure an increase in the accuracy of working out the task with a dynamic object in the minimum possible time in the control system with "Adaiipe" due to the control of the number of switching of the control signal and selection as an information point for the correction of unknown weighting coefficients of the "Adaiipe" system - the phase point at which the first switching 62 of the control signal was carried out.

Суть способу настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" при керуванні динамічними об'єктами, за яким в системі керування встановлюють вхідні дані, які включають потрібну похибку відпрацювання завдання динамічним об'єктом, початковий вектор настроюваних параметрів та початковий стан динамічного об'єкта, що відповідає еталонній вирішальній функції системи "Адаїїпе", вимірюють координати динамічного об'єкта, за координатами динамічного об'єкта та вектора настроюваних параметрів обчислюють значення вирішальної функції системи "Адаїїпе", порівнюють значення отриманої вирішальної функції зі значенням еталонної для певного моменту часу керування, на заключній стадії настроювання в разі невідповідності значень вирішальної та еталонної функцій змінюють початковий вектор настроюваних параметрів в бік зменшення похибки 7/0 Відпрацювання з подальшим приведенням її до мінімального значення полягає в тому, що при встановленні вхідних даних в системі керування додатково встановлюють необхідне число перемикань керуючого сигналу, при вимірюванні координат системи додатково контролюють число перемикань сигналу керування та запам'ятовують координати динамічного об'єкта в момент першого перемикання, а на заключній стадії змінюють вектор настроюваних параметрів з використанням додаткових даних числа перемикань сигналу керування на 7/5 ВХОДІ динамічного об'єкта та фазових координат точки першого перемикання сигналу керування.The essence of the method of setting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system when controlling dynamic objects, according to which the input data are set in the control system, which include the required error of working out the task by the dynamic object, the initial vector of adjustable parameters and the initial state of the dynamic object, which corresponds to the reference decision function of the "Adaiipe" system, the coordinates of the dynamic object are measured, the value of the decision function of the "Adaiipe" system is calculated based on the coordinates of the dynamic object and the vector of adjustable parameters, the value of the obtained decision function is compared with the reference value for a certain moment of control time, at the end stages of adjustment in the event of a discrepancy between the values of the decisive and reference functions, the initial vector of adjustable parameters is changed in the direction of reducing the error 7/0. Working out with subsequent reduction to the minimum value consists in the fact that when setting the input data in the control system, additionally set the necessary is the number of control signal switches, when measuring the coordinates of the system, the number of control signal switches is additionally monitored and the coordinates of the dynamic object are memorized at the time of the first switch, and at the final stage, the vector of adjustable parameters is changed using additional data of the number of control signal switches to 7/5 INPUTS of the dynamic object and the phase coordinates of the point of the first switching of the control signal.

Порівняльний аналіз способу, який заявляється, із прототипом дозволяє зробити висновок, що спосіб настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" при керуванні динамічним об'єктом, відрізняється тим, що при встановленні вхідних даних в системі керування додатково встановлюють необхідне число перемикань керуючого сигналу, при вимірюванні координат системи додатково контролюють число перемикань сигналу 2о Керування та запам'ятовують координати динамічного об'єкта в момент першого перемикання сигналу керування, а на заключній стадії змінюють вектор настроюваних параметрів з використанням додаткових даних числа перемикань сигналу керування на вході динамічного об'єкта та фазових координат точки першого перемикання.A comparative analysis of the proposed method with the prototype allows us to conclude that the method of adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system when controlling a dynamic object differs in that when setting the input data in the control system, the necessary number of switching of the control signal is additionally set, when measuring coordinates of the system additionally monitor the number of switching of the 2o Control signal and remember the coordinates of the dynamic object at the moment of the first switching of the control signal, and at the final stage change the vector of adjustable parameters using additional data of the number of switching of the control signal at the input of the dynamic object and phase coordinates first switching point.

Суть способу пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на фіг.1 показано послідовність дій виконання с способу, що заявляється, на фіг.2 приведено структурну схему пристрою, що реалізує спосіб, який заявляється, на фіг.3 приведено "ковзний" режими роботи системи для випадку вимірювання двох координат у площині (8) положення-швидкість, на фіг.4 показано той же "ковзний" режим роботи системи в часовій площині, на фіг.5 показано режим автоколивань у фазовій площині, на фіг.б6 пояснюється режим автоколивань в часовій площині, на фіг.7 показано оптимальну за швидкодією траєкторію об'єкта, на фіг.4 показано квазіоптимальну за чн зо швидкодією траєкторію навантаження об'єкта, на фіг.9 показано процес настроювання вагових коефіцієнтів системи "Аааїїпе". (22)The essence of the method is explained with the help of illustrations, where Fig. 1 shows the sequence of execution of the proposed method, Fig. 2 shows the structural diagram of the device implementing the proposed method, Fig. 3 shows the "sliding" modes of operation of the system for in the case of measuring two coordinates in the position-velocity plane (8), Fig. 4 shows the same "sliding" system operation mode in the time plane, Fig. 5 shows the self-oscillation mode in the phase plane, Fig. b6 explains the self-oscillation mode in the time plane plane, Fig. 7 shows the speed-optimal trajectory of the object, Fig. 4 shows the quasi-optimal load trajectory of the object, Fig. 9 shows the process of adjusting the weighting coefficients of the "Aaaiiipe" system. (22)

Послідовність виконання дій в способі настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" пояснюється б схемою на фіг.1, де показано, що перед початком функціонування в системі керування встановлюють вхідні дані, які складаються з припустимої похибки А" відпрацювання завдання динамічним об'єктом, початкового вектора ч- 3з5 настроюваних параметрів со та початкового стану х(0) динамічного об'єкта, еталонної вирішальної функції соThe sequence of actions in the method of adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system is explained by the diagram in Fig. 1, which shows that before the start of operation in the control system, the input data is set, which consists of the permissible error A" of the task execution by the dynamic object, the initial vector h- 3z5 adjustable parameters со and the initial state x(0) of the dynamic object, reference decision function со

ЕчЧс, Х()) системи Адаїйпе" та додатково встановленого числа перемикань М" сигналу керування на вході динамічного об'єкта. Далі, в процесі настроювання вимірюють не тільки координати (0, хХ() динамічного об'єкта, а ще й контролюють число перемикань М сигналу керування на вході об'єкта, при цьому координати фазової точки Х/(л(Ю, Ж) яка відповідає моменту першого перемикання, запам'ятовуються. За даними « координат Х() динамічного об'єкта та вектора настроюваних параметрів с обчислюють значення вирішальної - с функції Е(с, Х(Ю) системи "Адаїйпе", порівнюють значення отриманої вирішальної функції Е(с, Х(Ю) зі "» значенням еталонної Е"(с, Х()) для даного моменту часу керування Її. На заключній стадії настроювання в разі " невідповідності значень вирішальної Е(с, Х(Ю) та еталонної Ес, Х()) функцій змінюють початковий вектор настроюваних параметрів с в бік зменшення похибки відпрацювання л() з подальшим приведенням її до припустимого значення /л" з урахуванням необхідного числа М перемикань керуючого сигналу та координат со Хід, жі) фазового стану динамічного об'єкта в момент першого перемикання. - Спосіб настроювання системи "Ада|йпе" при керуванні динамічним об'єктом реалізується за допомогою «о пристрою, який містить (див. фіг.2), як варіант конструктивного виконання, виконавчу частину 1, що 5р складається з нейроконтролера 2, релейного елемента 3, динамічного об'єкта 4, вимірювального каналу 5, що с складається з датчика положення б, датчика швидкості 7, обчислювача похибки 8, системи настроювання «ч нейроконтролеру 9, що складається із кодуючих блоків 10, 11, блоку пам'яті 12, обчислювача 13, пристрою логіки 14, що складається із лічильника числа перемикань 15, фіксатора першого перемикання 16, компаратора числа перемикань 17, компаратора похибки 18, а також може бути включено блок зупину та початкових уставок дв 19.ХЧс, Х()) of the Adaype system and an additionally set number of switches M" of the control signal at the input of the dynamic object. Next, in the tuning process, not only the coordinates (0, xX() of the dynamic object are measured, but also the number of switches M of the control signal at the input of the object is monitored, while the coordinates of the phase point X/(l(Y, Z) which corresponds to the moment of the first switching, are memorized. According to the data "coordinates X() of the dynamic object and the vector of adjustable parameters c, the value of the decisive function E(s, X(Ю) of the "Adayipe" system is calculated, and the values of the obtained decisive function E are compared (с, Х(Х)) with "» the value of the reference E(с, Х()) for a given moment of its control time. At the final stage of adjustment in case of "inconsistency between the values of the decisive Е(с, Х(Х)) and the reference Es, Х()) of functions change the initial vector of adjustable parameters с in the direction of decreasing the working error l() with subsequent reduction to the acceptable value /l" taking into account the required number M of switching of the control signal and the coordinates со Progress, g) of the phase state of the dynamic object at the moment of the first switching - Method of setting The operation of the "Adapter" system when controlling a dynamic object is implemented with the help of a device that contains (see Fig. 2), as a variant of the design, the executive part 1, which 5p consists of a neurocontroller 2, a relay element 3, a dynamic object 4, a measuring channel 5, which c consists of a position sensor b, a speed sensor 7, an error calculator 8 , the tuning system of the neurocontroller 9, consisting of coding units 10, 11, memory unit 12, calculator 13, logic device 14, consisting of a counter of the number of switches 15, a latch of the first switch 16, a comparator of the number of switches 17, an error comparator 18, and the block of stop and initial settings 2 19 can also be included.

Конструктивно вихід нейроконтролера 2 зв'язаний зі входом динамічного об'єкта 4 через релейний елемент 3.Structurally, the output of the neurocontroller 2 is connected to the input of the dynamic object 4 through the relay element 3.

ГФ) Вихід об'єкта 4 конструктивно зв'язаний зі входами датчиків положення б та швидкості 7. Вихід датчику 6 з зв'язаний з сигнальними входами д() нейроконтролера 2 через обчислювач похибки 8 та кодуючий блок 10, а вихід датчика 7 з сигнальними входами жд нейроконтролера 2 через кодуючий блок 11, виходи кодуючих блоків 60 10, 11 зв'язані зі входами вагових коефіцієнтів с, нейроконтролера 2 послідовно через блок пам'яті 12 та обчислювач 13. Для реалізації способу настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" при керуванні динамічним об'єктом пристрій додатково містить лічильник числа перемикань 16, який зв'язаний з фіксатором першого перемикання 16 і компаратором числа перемикань 17, а також компаратор похибки 18. Фіксатор першого перемикання 16 зв'язаний із блоком пам'яті 12, компаратори числа перемикань 17 та похибки 18 зв'язані бо з обчислювачем 13. Пристрій, як варіант конструктивного виконання, може додатково містити пристрій зупину та початкових уставок 19, входи якого зв'язані з датчиками положення 6, швидкості 7, виходом компаратора числа перемикань 17, а вихід 19 підключений до входу релейного елемента 3.GF) The output of the object 4 is structurally connected to the inputs of the position b and speed sensors 7. The output of the sensor 6 is connected to the signal inputs d() of the neurocontroller 2 through the error calculator 8 and the coding unit 10, and the output of the sensor 7 to the signal the inputs of the neurocontroller 2 through the coding unit 11, the outputs of the coding units 60 10, 11 are connected to the inputs of the weighting coefficients of the neurocontroller 2 in series through the memory unit 12 and the calculator 13. To implement the method of adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system during control as a dynamic object, the device additionally contains a counter of the number of switches 16, which is connected to the latch of the first switch 16 and a comparator of the number of switches 17, as well as an error comparator 18. The latch of the first switch 16 is connected to the memory unit 12, comparators of the number of switches 17 and errors 18 are connected to the calculator 13. The device, as a design variant, may additionally contain a device for stopping and initial settings 19, the inputs of which are connected no with position sensors 6, speed 7, the output of the comparator of the number of switching 17, and the output 19 is connected to the input of the relay element 3.

Пристрій, за допомогою якого реалізується спосіб настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" при Керуванні динамічним об'єктом, працює таким чином.The device, which implements the method of adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system when controlling a dynamic object, works as follows.

Перед початком роботи системи керування (див. фіг.2) для об'єкта, що знаходиться в початковому станіBefore starting the operation of the control system (see Fig. 2) for the object in the initial state

Хх(0), встановлюють припустиме значення похибки лі точне значення мінімального числа перемикань М".Xx(0), set the permissible error value and the exact value of the minimum number of switches M".

Встановлюють також довільні значення вагових коефіцієнтів нейрорегулятора с дю. На вхід системи подають завдання хз для відпрацювання. Момент часу ї подачі завдання на систему керування вважають за початковий, 7/0 тобто 1-0. З цього моменту здійснюють розрахунок похибки і швидкості навантаження за допомогою датчиків положення б, швидкості 7 та обчислювача похибки 8. Їх значення поступають на кодуючі блоки 10, 11, які перетворюють поточні значення похибки положення та швидкості навантаження об'єкта в цифровий код. Цей код поступає на сигнальні входи (і кі нейроконтролера 2. На входи вагових коефіцієнтів сі нейроконтролера поступають значення со через обчислювач 13. Нейроконтролер 2 за даними со і л(Ю, хі обчислює значення то деякої функції Е(с, Х(Ю), яка в фазовому просторі має назву поверхні перемикань, де Х(Ю) - вектор, компоненти якого складаються з цифрового коду сигналів А(Ю-ха(Ю0-Х(ЮО і жі). Знак функції Р(с, Х(В) буде визначати знак сигналу керування щі) який формує релейний елемент 3, а саме яЦ якщо (СХ), С щЩО-ї -Ч якщо РСе,Х(Ф) с 0,Arbitrary values of the weight coefficients of the neuroregulator with du are also set. Tasks are submitted to the system input for working out. The moment of time when the task is submitted to the control system is considered initial, 7/0 ie 1-0. From this moment, the error and speed of the load are calculated with the help of position sensors b, speed 7 and the error calculator 8. Their values are sent to the coding units 10, 11, which convert the current values of the error of the position and speed of the load of the object into a digital code. This code is fed to the signal inputs (i ki) of the neurocontroller 2. The weighting coefficients inputs si of the neurocontroller are fed with the values of co through the calculator 13. The neurocontroller 2, based on the data of co and l(Yu, xi), calculates the value of some function E(c, X(Yu), which in the phase space is called the switching surface, where X(Y) is a vector whose components consist of the digital code of the signals A(Y-ha(Y0-X(YO and zhi). The sign of the function P(c, X(B) will be determine the sign of the control signal that forms the relay element 3, namely ЯЦ if (СХ), С шЩЧО-и -Х if РСе,Х(Ф) with 0,

ІДЕ -- 0), якщо Ефес, Ж) т 0. у , , сIDE -- 0), if Ephesus, Ж) т 0. у , , p

Релейний елемент комутує напругу величиною у або -) на вхід динамічного об'єкта 4 за законом (1). В (1) значення керуючої дії щі) зберігається рівним попередньому значенню, навіть якщо фазова точка системи (о) знаходиться на лінії перемикання, тобто К(с, Х(0))-О. Керуюча дія ЩО) примушує об'єкт рухатися в сторону зменшення похибки А(О).The relay element switches the voltage with a value of y or -) to the input of the dynamic object 4 according to law (1). In (1), the value of the control action sh) remains equal to the previous value, even if the phase point of the system (o) is on the switching line, that is, K(c, X(0))-O. The control action ХО) forces the object to move in the direction of reducing the error A(О).

Значення вагових коефіцієнтів можуть приводити до таких ситуацій роботи системи: м-н зо 1) "ковзний" режим (див. фіг.3, 4); 2) режим автоколивань (див. фіг.5, б); Ме 3) попадання об'єктом в коло припустимих похибок ща за необхідне число перемикань М" керуючої Ф дії ЩО (див. фіг.8). «--The values of the weighting coefficients can lead to the following situations of system operation: m-n zo 1) "sliding" mode (see Fig. 3, 4); 2) self-oscillation mode (see Fig. 5, b); Me 3) falling of the object into the circle of permissible errors for the required number of switches M" of the controlling action ШХО (see Fig. 8). "--

Перші дві ситуації є похибковими, остання є бажаною (порівн. - оптимальну траєкторію об'єкта фіг.7 і фіг.8).The first two situations are erroneous, the last one is desirable (compare - the optimal trajectory of the object in Fig. 7 and Fig. 8).

Розрізнення похибкових ситуацій здійснюється пристроєм логіки 14. Якщо лічильник числа перемикань 15 со фіксує зміну керуючої дії з високою частотою М»М", а сигнал похибки А(Ю) зменшується за величиною, але знак її відносно уд" не змінюється, то розпізнається ситуація 1, тобто система керування працює в "ковзному" режимі (див. фіг.3, 4). Фіксатором першого перемикання 16 надається команда до блока пам'яті на запис « 70 Координат Л(О і жі) першого перемикання. Обчислювач 13 здійснює корекцію вагових коефіцієнтів с; на З7З с величину сигналу першого перемикання. Якщо разом зі зміною знаку керуючої дії здійснюється зміна знаку ц сигналу похибки А(Ю відносно д", то розпізнається ситуація 2 - режим автоколивань (див. фіг.5, 6). За є» командою фіксатора 16 здійснюється запис фазової точки першого перемикання до блока пам'яті 12.The distinction between error situations is carried out by the logic device 14. If the counter of the number of switches 15 сo records a change in the control action with a high frequency М»М", and the error signal A(Ю) decreases in magnitude, but its sign relative to уд" does not change, then situation 1 is recognized , that is, the control system works in the "sliding" mode (see fig. 3, 4). The latch of the first switching 16 provides a command to the memory block to record "70 Coordinate L(O and Ж) of the first switching. Calculator 13 corrects the weighting factors c; on З7З with the magnitude of the signal of the first switching. If, along with the change in the sign of the control action, the sign of the error signal А(Ю relative to d" is changed, then situation 2 is recognized - the mode of self-oscillations (see fig. 5, 6). According to the command of the latch 16, the phase point of the first switching to memory block 12.

Обчислювач 13 здійснює корекцію вагових коефіцієнтів за правилом со сін орі Кіл а Я - де Х/(0) - значення фазової точки в момент першого перемикання, с; - ваговий коефіцієнт на (і-1)-му ре) кроці настроювання системи, л; - значення похибки на момент прийняття рішення про останов системи для (Те) 50 чергового запуску системи, функція зідп()Calculator 13 corrects the weighting coefficients according to the rule so sin ori Kil a Y - where X/(0) is the value of the phase point at the moment of the first switching, s; - the weighting factor at the (i-1)th re) step of setting up the system, l; - the error value at the time of making a decision to stop the system for (Te) 50 next system starts, the zdp() function

Ще зіакщоїн0, 9 «дих ен -ї якщо «0,Still ziakshtoin0, 9 "breath en -i if "0,

Ц, якщо як 0. о Правило (2) діє кожного разу, коли не задовільняються умови оптимального режиму об'єкта, тобто не ко виконуються умови М « М" і А «х "7. Робота системи закінчується, якщо задовільняються вимоги М «Мі Ах (див. фіг.8). Типовий характер зміни вагових коефіцієнтів с; показаний на фіг.9. 60 В разі, коли розпізнана одна з похибкових ситуацій, не варто чекати тих результатів фазового вектора, коли система зупиниться в районі припустимих похибок А" тому, що інформація для проведення корекції обчислювачем вже є, тобто числа М і Х/, вже відомі. Таким чином, при розпізнаванні похибкової ситуації система може бути зупинена та приведена в початковий стан з подальшою відповідною корекцією вагових коефіцієнтів сі. Операція переводу об'єкту в початковий стан Х(0) здійснюється блоком зупину та початкових бо уставок 19 за інформацією обчислювача похибки 8, датчика швидкості 7, компаратора числа перемикань 18.Ц, if as 0. o Rule (2) applies whenever the conditions of the optimal mode of the object are not satisfied, that is, when the conditions М « М" and А «x "7 are fulfilled. The operation of the system ends if the requirements of M "Mi Ah" are met (see Fig. 8). The typical nature of the change in weight coefficients c; shown in Fig.9. 60 In the event that one of the error situations is recognized, one should not wait for the results of the phase vector when the system stops in the area of permissible errors A" because the information for correction by the calculator is already available, that is, the numbers M and X/ are already known. Thus thus, upon recognition of an error situation, the system can be stopped and brought to the initial state with subsequent corresponding correction of the weighting coefficients si. The operation of transferring the object to the initial state X(0) is carried out by the block of stop and initial settings 19 according to the information of the error calculator 8, the sensor speed 7, comparator number of switches 18.

Вихідний сигнал блока 19 діє на релейний елемент 3, який встановлює об'єкт 4 в початковий стан, при цьому фазовий вектор становиться рівним початковому значенню Х(0-Х(0).The output signal of the unit 19 acts on the relay element 3, which sets the object 4 in the initial state, while the phase vector becomes equal to the initial value X(0-X(0).

Результат випробування способу, що заявляється, можна відстежити за фіг.4, 6, 8. Так, на фіг.4 представлено розстройку вагових коефіцієнтів нейроконтролера в бік збільшення, що привело до "ковзного" режиму динамічного об'єкта з навантаженням; така сама розстройка в бік зменшення коефіцієнтів привела до режиму автоколивань (див. фіг.б). Після завершення процесу настроювання отримано квазіоптимальний за швидкодією процес керування (див. фіг.8). Порівняння "ковзного" режиму (див. фіг.4) з оптимальним (див. фіг.7) дозволяє оцінити програш в тривалості "ковзного" режиму, в цьому випадку він складає 2995. В той же час 7/0 квазіоптимальний режим роботи, який отримано після процесу настроювання, програє оптимальному режиму тільки 395. На процес навчання нейроконтролера для динамічного об'єкта, який досліджувався, витрачено 5 ітерацій для початкової розстройки вагових коефіцієнтів в 10095, яку показано на фіг.3.The test result of the claimed method can be traced in Fig. 4, 6, 8. Thus, Fig. 4 shows the detuning of the weight coefficients of the neurocontroller in the direction of increase, which led to the "sliding" mode of the dynamic object with the load; the same detuning in the direction of decreasing coefficients led to the mode of self-oscillations (see fig.b). After completion of the tuning process, a quasi-optimal control process in terms of speed is obtained (see Fig. 8). Comparing the "sliding" mode (see Fig. 4) with the optimal one (see Fig. 7) allows us to estimate the loss in the duration of the "sliding" mode, in this case it is 2995. At the same time, 7/0 is a quasi-optimal mode of operation, which obtained after the tuning process, loses to the optimal mode by only 395. 5 iterations were spent on the learning process of the neurocontroller for the dynamic object under study for the initial tuning of the weighting coefficients in 10095, which is shown in Fig. 3.

Підвищення ефективності застосування способу настроювання вагових коефіцієнтів системи "Адаїїпе" при керуванні динамічним об'єктом, що заявляється, у порівнянні з прототипом, полягає в тому, що цей спосіб 7/5 дозволяє підвищити точність відпрацювання завдання з мінімальними часовими витратами, зменшити тривалість настроювання нейроконтролера за рахунок додаткового контролю числа перемикань та використання в якості навчальної точки фазової точки першого перемикання сигналу керування. При цьому інформація для навчання нейроконтролера береться за поточною лінією перемикання К(с, Х()), що будується на кожному кроці навчання.The increase in the effectiveness of the method of adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system when controlling the dynamic object, as compared to the prototype, is that this 7/5 method allows you to increase the accuracy of working out the task with minimal time expenditure, reduce the duration of neurocontroller adjustment due to the additional control of the number of switches and the use of the phase point of the first switching of the control signal as a training point. At the same time, the information for training the neurocontroller is taken from the current switching line К(с, Х()), which is built at each step of the training.

Такий спосіб крім кращих характеристик відпрацювання об'єктом завдання має додаткову можливість здійснювати навчання в процесі функціонування системи при зміні параметрів об'єкта, наприклад при зміні навантаження або його початкового стану. В разі постійнодіючого завдання можна значно зменшити час навчання нейроконтролера за рахунок визначення похибкових ситуацій та дострокової корекції вагових коефіцієнтів нейроконтролера.This method, in addition to better performance characteristics of the object of the task, has an additional opportunity to perform training in the process of functioning of the system when the parameters of the object change, for example, when the load or its initial state changes. In the case of a continuous task, it is possible to significantly reduce the training time of the neurocontroller due to the identification of error situations and early correction of the neurocontroller's weighting coefficients.

Джерела інформації: с 1. Авзпом/ М., Арозпозпа А. Адаріїме пецга! сопігоЇ ої МР // Ргосеедіпд ої А! Азпаг Епдіпеегіпд РАSources of information: p 1. Avzpom/ M., Arozpozpa A. Adariime petzga! sopigoYi oi MR // Rgoseedipd oi A! Azpag Epdipeegipd RA

Іпіегпаййопа! Соптегепсе АЕ!С-97, Саїго, Едурі, Оесетрбег 19-22, 1997. - аналог. (о) 2. ММідгомж В., Сгопег О.Г., Ни М.)., Зтйй ЕМУ., Зреспї О, ТаїЇрегі І.К. Ргасіїса! арріїсайоп бог адаріїме дайфа ргосезвіпуд зувіетв. - МЕБСОМ Теспп. Рарегв, Мо 7, 11/4, 1963. - прототип. чаIpiegpayyopa! Soptegepse AE!S-97, Saigo, Eduri, Oesetrbeg 19-22, 1997. - analogue. (o) 2. MMidgomzh V., Sgopeg O.G., Ni M.)., Ztyi EMU., Zrespi O., TaiYiregi I.K. Rgasiisa! arriisayop god adariime daifa rgosezvipud zuvietv. - MEBSOM Tespp. Raregv, Mo 7, 11/4, 1963. - prototype. Cha

Claims

The formula of the invention b The method of adjusting the weighting coefficients of the "Adaiipe" system when controlling dynamic objects, according to which input data is set in the F control system, which includes the required error of working out the task by the dynamic object, the initial vector of adjustable parameters and the initial state of the dynamic object object that corresponds to the reference decision function of the "Adaiipe" system, measure the coordinates of the dynamic object, calculate the value of the decision function of the "Adaiipe" system based on the coordinates of the dynamic object and the vector of adjustable parameters, compare the value of the obtained decision function with the value of the reference for a certain at the moment of control time, at the final stage of adjustment, in the event of a mismatch between the values of the decisive "lo" and the reference functions, the initial vector of the adjusted parameters is changed in the direction of decreasing the error 7 of the work-out with subsequent reduction to the minimum value, which differs in that when setting the input data in the control system in addition, they set the necessary number of switches "from" the control signal, when measuring the coordinates of the system, they additionally monitor the number of switches of the control signal and remember the coordinates of the dynamic object at the time of the first switch, and at the final stage, the vector of adjustable parameters is changed using additional data of the number of switches of the control signal at the input of the dynamic object and the coordinates of the first switching point. - (Se)

(This) that

F) ko 60 b5