RU2152067C1 - Adaptive control system - Google Patents

Abstract

FIELD: automatic control equipment, in particular, for linear dynamical objects, which parameters are unknown constants or slowly altered parameters. SUBSTANCE: device has controlled object and addition unit. Output of addition unit is connected to both inputs of third multiplier and respective input of fourth multiplier. Output of third multiplier through serial circuit of squarer and second integrator is connected to first input of fourth multiplier, which output is connected to controlled object. In addition device has first multipliers, absolute value calculation units, first integrators and second multipliers. Outputs of controlled object are connected to respective inputs of first multipliers and first inputs of second multipliers. Output of each first multiplier through serial circuit of absolute value calculation unit and first integrator is connected to second input of each second multiplier. Outputs of second multipliers are connected to inputs of addition unit, which output is connected to second inputs of first multipliers. EFFECT: increased functional capabilities due to possibility to tune values of numerical parameter vector. 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для линейных динамических объектов управления, причем параметры объекта - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени параметры. The invention relates to automatic control systems and can be used for linear dynamic control objects, and the parameters of the object are unknown constant or slowly changing in time parameters.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления /1/, содержащая блок задания коэффициентов, последовательно соединенные блок суммирования, первый умножитель, квадратор, интегратор, второй умножитель, выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы блока суммирования соединены с соответствующими выходами блока задания коэффициентов, выход блока суммирования подключен к первому и второму входу первого умножителя и ко второму входу второго умножителя, выход первого умножителя через квадратор и интегратор соединен с первым входом второго умножителя, выход которого подключен к входу объекта регулирования. The closest technical solution to the proposed one is an adaptive control system / 1 /, comprising a coefficient setting unit, a summing unit connected in series, a first multiplier, a quadrator, an integrator, a second multiplier, the outputs of the control object are connected to the corresponding inputs of the coefficient setting unit, the inputs of the summing unit are connected to the corresponding outputs of the coefficient setting unit, the output of the summing unit is connected to the first and second input of the first multiplier and to the second input of the second of the first multiplier, the output of the first multiplier through a quadrator and integrator is connected to the first input of the second multiplier, the output of which is connected to the input of the control object.

Недостатком этой системы является необходимость выбора и задания элементов числового вектора настройки параметров регулятора в условиях априорной неопределенности, что, как правило, представляет собой сложную задачу, решение которой существенно затрудняется с ростом размерности систем управления. Более того, в некоторых системах априорный выбор числовых значений элементов указанного вектора может быть и невозможен, хотя в каждом конкретном случае, т.е. при том или ином наборе неизвестных постоянных или медленно изменяющихся параметров объекта управления, решение задачи может иметь место. Таким образом, указанный недостаток существенно ограничивает функциональные возможности известных адаптивных систем управления, при построении которых используются неявные эталонные модели. В такой ситуации самонастройка вектора параметров является наиболее целесообразным, а в ряде случаев и единственно возможным подходом к построению систем управления, устойчиво работоспособных в условиях априорной неопределенности. The disadvantage of this system is the need to select and set the elements of a numerical vector for adjusting controller parameters under conditions of a priori uncertainty, which, as a rule, is a difficult task, the solution of which is significantly hampered with an increase in the dimension of control systems. Moreover, in some systems, an a priori choice of the numerical values of the elements of the specified vector may not be possible, although in each case, i.e. for a given set of unknown constant or slowly changing parameters of the control object, a solution to the problem can take place. Thus, this drawback significantly limits the functionality of the known adaptive control systems, the construction of which uses implicit reference models. In such a situation, self-tuning of the parameter vector is the most appropriate, and in some cases the only possible approach to the construction of control systems that are stably operable under conditions of a priori uncertainty.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы. The aim of the invention is to expand the functionality of the system.

Поставленная цель достигается тем, что в системе, содержащей объект управления, блок суммирования, выход блока суммирования подключен к соответствующим входам третьего и четвертого умножителей, выход третьего умножителя через квадратор и второй интегратор соединен с первым входом четвертого умножителя, выход которого подключен к входу объекта управления, введены первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы и вторые умножители, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами первых умножителей и первыми входами вторых умножителей, выход каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блок вычисления модуля и первый интегратор соединен с вторым входом соответствующего второго умножителя, выходы вторых умножителей подключены к входам блока суммирования, выход которого подключен ко вторым входам первых умножителей. This goal is achieved by the fact that in the system containing the control object, the summing unit, the output of the summing unit is connected to the corresponding inputs of the third and fourth multipliers, the output of the third multiplier through a quadrator and the second integrator is connected to the first input of the fourth multiplier, the output of which is connected to the input of the control object , the first multipliers, module calculation blocks, the first integrators and the second multipliers are introduced, the outputs of the control object are connected to the corresponding inputs of the first multipliers and the first E inputs of the second multipliers, the output of each first multiplier through serially connected corresponding calculation unit module and a first integrator connected to a second input of the respective second multiplier, the second multiplier outputs are connected to inputs of the summation unit, whose output is connected to the second inputs of the first multiplier.

Вводя в систему первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы и вторые умножители, получают в системе новую функцию, которая заключается в том, что теперь элементы числового вектора настройки параметров регулятора будут настраиваться, что обеспечивает условие нормального функционирования объекта управления. Introducing the first multipliers, module calculation blocks, first integrators and second multipliers into the system, they get a new function in the system, which consists in the fact that now the elements of the numerical vector for adjusting the controller parameters will be tuned, which ensures the normal functioning of the control object.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы управления. The drawing shows a block diagram of the proposed control system.

Система содержит объект управления 1, первые умножители 2_i (i=l,m), блоки вычисления модуля 3_i, первые интеграторы 4_i, вторые умножители 5_i, блок суммирования 6, третий умножитель 7, квадратор 8, второй интегратор 9, четвертый умножитель 10.The system contains the control object 1, the first multipliers 2 _i (i = l, m), the calculation blocks of the module 3 _i , the first integrators 4 _i , the second multipliers 5 _i , the summing unit 6, the third multiplier 7, the quadrator 8, the second integrator 9, the fourth multiplier 10.

Выходы объекта управления 1 связаны с соответствующими входами каждого первого умножителя 2_i (i=l,m), первыми входами каждого второго 5_i умножителя, выход каждого первого умножителя 2_i связан с входом каждого блока вычисления модуля 3_i (i=l,m), выходы которых подключены к входу каждого первого интегратора 4_i (i=l,m), выход которого связан со вторым входом каждого второго умножителя 5_i (i= l,m), выходы которых связаны с соответствующими входами блока суммирования 6, выход которого подключен ко вторым входам каждого первого 2_i умножителя, к обоим входам третьего умножителя 7, и к входу четвертого умножителя 10, выход третьего умножителя 7 соединен с входом квадратора 8, выход которого связан с входом второго интегратора 9, выход которого связан с первым входом четвертого умножителя 10, выход которого подключен к входу объекта управления.The outputs of the control object 1 are connected with the corresponding inputs of each first multiplier 2 _i (i = l, m), the first inputs of every second 5 _i multiplier, the output of each first multiplier 2 _i is connected to the input of each block of the calculation of module 3 _i (i = l, m ), the outputs of which are connected to the input of each first integrator 4 _i (i = l, m), the output of which is connected to the second input of each second multiplier 5 _i (i = l, m), the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the summing unit 6, output which is connected to the second input _i 2 of each first multiplier, to the two inputs Tp tego multiplier 7 and to the input of the fourth multiplier 10, the output of the third multiplier 7 is connected with an input squarer 8, whose output is connected to the input of the second integrator 9 whose output is connected to the first input of the fourth multiplier 10, whose output is connected to the input of the control object.

Система функционирует следующим образом. The system operates as follows.

Сигналы с выхода объекта 1 управления поступают на соответствующие входы каждого первого умножителя 2_i (i=l,m) и на первые входы каждого второго умножителя 5_i (i=l,m). На вторые входы каждого, первого 2_i (i=l,m) умножителя поступают сигналы с выхода сумматора 6. С выходов каждого первого 2_i умножителя сигналы поступают на входы соответствующих блоков вычисления модуля 3_i (i=l,m), где вычисляются их абсолютные значения. С выходов блоков вычисления модуля 3_i сигналы поступают на входы соответствующих первых интеграторов 4_i (i=l,m), где интегрируются. Сигналы с выходов каждого первого 4_i (i=l,m) интегратора поступают на вторые входы каждого второго умножителя 5_i (i=l,m). На первые входы вторых умножителей 5_i поступают соответствующие сигналы с выходов объекта управления 1. С выходов каждого второго умножителя 5_i сигналы поступают на входы сумматора 6, где складываются. Сигналы с выхода 6 сумматора поступают на оба входа третьего умножителя 7, на вход четвертого умножителя 10, на вторые входы каждого первого умножителя 2_i. Сигнал с выхода третьего 7 умножителя поступает на вход квадратора 8. В квадраторе происходит умножение сигнала с выхода третьего умножителя на тот же сигнал. Сигнал с выхода квадратора 8 поступает на вход второго интегратора 9, где интегрируется. Сигнал с выхода второго интегратора 9 поступает на первый вход четвертого умножителя 10, где происходит умножение сигнала с выхода второго интегратора 9 на сигнал с выхода блока 6 суммирования. Сигнал с выхода четвертого умножителя 10 (сигнал управления) поступает на вход объекта управления 1.The signals from the output of the control object 1 are supplied to the corresponding inputs of each first multiplier 2 _i (i = l, m) and to the first inputs of each second multiplier 5 _i (i = l, m). The second inputs of each first 2 _i (i = l, m) multiplier receive signals from the output of the adder 6. From the outputs of each first 2 _i multiplier, the signals go to the inputs of the corresponding blocks of the calculation of module 3 _i (i = l, m), where their absolute values. From the outputs of the calculation blocks of module 3 _{i, the} signals are fed to the inputs of the corresponding first integrators 4 _i (i = l, m), where they are integrated. The signals from the outputs of each first 4 _i (i = l, m) integrator are fed to the second inputs of each second multiplier 5 _i (i = l, m). The first inputs of the second multipliers 5 _i receive the corresponding signals from the outputs of the control object 1. From the outputs of each second multiplier 5 _{i, the} signals are fed to the inputs of the adder 6, where they are added. The signals from the output 6 of the adder are fed to both inputs of the third multiplier 7, to the input of the fourth multiplier 10, to the second inputs of each first multiplier 2 _i . The signal from the output of the third 7 multiplier is fed to the input of the quadrator 8. In the quadrator, the signal from the output of the third multiplier is multiplied by the same signal. The signal from the output of the quadrator 8 is fed to the input of the second integrator 9, where it is integrated. The signal from the output of the second integrator 9 is fed to the first input of the fourth multiplier 10, where the signal is multiplied from the output of the second integrator 9 by the signal from the output of the summing unit 6. The signal from the output of the fourth multiplier 10 (control signal) is fed to the input of the control object 1.

Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы. This device can be implemented industrially based on a standard elemental base.

Claims (1)

Адаптивная система управления, содержащая объект управления, блок суммирования, выход блока суммирования соединен с обоими входами третьего умножителя и с соответствующим входом четвертого умножителя, выход третьего умножителя соединен с входом квадратора, выход которого связан с входом второго интегратора, выход которого связан с первым входом четвертого умножителя, выход которого подключен ко входу объекта управления, отличающаяся тем, что в систему введены первые умножители, блоки вычисления модуля, первые интеграторы и вторые умножители, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами первых умножителей и первыми входами вторых умножителей, выход каждого первого умножителя через последовательно соединенные соответствующие блок вычисления модуля и первый интегратор соединен с вторым входом соответствующего второго умножителя, выходы вторых умножителей подключены к входам блока суммирования, выход которого подключен ко вторым входам первых умножителей. An adaptive control system containing a control object, a summing unit, the output of the summing unit is connected to both inputs of the third multiplier and to the corresponding input of the fourth multiplier, the output of the third multiplier is connected to the input of the quadrator, the output of which is connected to the input of the second integrator, the output of which is connected to the first input of the fourth a multiplier, the output of which is connected to the input of the control object, characterized in that the first multipliers, module calculation blocks, first integrators and second smart the life elements, the outputs of the control object are connected to the corresponding inputs of the first multipliers and the first inputs of the second multipliers, the output of each first multiplier is connected through a series-connected corresponding module calculation unit and the first integrator to the second input of the corresponding second multiplier, the outputs of the second multipliers are connected to the inputs of the summing unit, the output of which connected to the second inputs of the first multipliers.