RU2182348C2 - Adaptive control system for handling neutral delay type objects - Google Patents
Adaptive control system for handling neutral delay type objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182348C2 RU2182348C2 RU2000115349A RU2000115349A RU2182348C2 RU 2182348 C2 RU2182348 C2 RU 2182348C2 RU 2000115349 A RU2000115349 A RU 2000115349A RU 2000115349 A RU2000115349 A RU 2000115349A RU 2182348 C2 RU2182348 C2 RU 2182348C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- multiplier
- inputs
- input
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления объектами с запаздыванием по состоянию нейтрального типа, причем параметры объекта - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины. The invention relates to technical cybernetics and can be used in object control systems with a delay as a neutral type, and the object parameters are unknown constant or slowly varying in time.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления /1/, содержащая первый блок задания коэффициентов, блок запаздывания, второй блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, первый интегратор, второй умножитель, второй блок суммирования, третий умножитель, второй интегратор, четвертый умножитель, третий блок суммирования, объект регулирования, выходы которого связаны с соответствующими входами первого блока задания коэффициентов и соответствующими входами блока запаздывания, выходы первого блока задания коэффициентов подключены к соответствующим входам первого блока суммирования, выход которого соединен с первым и вторым входами первого умножителя, входом второго умножителя, входом третьего умножителя, выход первого умножителя связан с входом первого интегратора, выход которого подключен ко второму входу второго умножителя, выходы блока запаздывания соединены с соответствующими входами второго блока задания коэффициентов, выходы которого связаны с соответствующими входами второго блока суммирования, выход которого подключен ко второму входу третьего умножителя и к входу четвертого умножителя, выход третьего умножителя соединен с входом второго интегратора, выход которого связан с вторым входом четвертого умножителя, выход которого подключен ко второму входу третьего блока суммирования, второй вход которого связан с выходом второго умножителя, а выход подключен ко входу объекта регулирования. The closest technical solution to the proposed one is an adaptive control system / 1 /, comprising a first block for setting coefficients, a delay unit, a second block for setting coefficients, a first summing block, a first multiplier, a first integrator, a second multiplier, a second summing block, a third multiplier, and a second integrator , the fourth multiplier, the third summing unit, the regulation object, the outputs of which are connected with the corresponding inputs of the first unit for setting coefficients and the corresponding inputs of the unit The outputs, the outputs of the first block for setting the coefficients are connected to the corresponding inputs of the first summing block, the output of which is connected to the first and second inputs of the first multiplier, the input of the second multiplier, the input of the third multiplier, the output of the first multiplier is connected to the input of the first integrator, the output of which is connected to the second input of the second the multiplier, the outputs of the delay unit are connected to the corresponding inputs of the second unit for setting the coefficients, the outputs of which are associated with the corresponding inputs of the second unit of sums the output of which is connected to the second input of the third multiplier and to the input of the fourth multiplier, the output of the third multiplier is connected to the input of the second integrator, the output of which is connected to the second input of the fourth multiplier, the output of which is connected to the second input of the third summing unit, the second input of which is connected to the output the second multiplier, and the output is connected to the input of the regulatory object.
Недостатком этой системы являются, во-первых, узкие функциональные возможности системы, так как система не может работать с объектами, обладающими запаздыванием нейтрального типа, и, во-вторых, необходимость выбора элементов числового вектора настройки параметров регулятора в условиях априорной неопределенности, как правило, представляет собой сложную задачу. В такой ситуации выбор целесообразнее заменить специальной настройкой параметров регулятора, что является в ряде случаев единственно возможным подходом к построению систем управления, устойчиво работоспособных в условиях априорной неопределенности. The disadvantage of this system is, firstly, the narrow functionality of the system, since the system cannot work with objects having a delay of a neutral type, and, secondly, the need to select elements of a numerical vector for adjusting controller parameters under a priori uncertainty conditions, as a rule, is a difficult task. In such a situation, it is more expedient to replace the choice with a special adjustment of the controller parameters, which in some cases is 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, вводя в систему второй блок запаздывания, первые умножители, первые блоки вычисления модуля, первые интеграторы, вторые умножители, третьи умножители, вторые блоки вычисления модуля, вторые интеграторы, четвертые умножители, четвертый блок суммирования, блок дифференцирования, получают в системе новую функцию, которая заключается в том, что теперь система может работать с объектами, обладающими запаздыванием нейтрального типа, и элементы числового вектора настройки параметров регулятора будут настраиваться, что обеспечивает условие нормального функционирования системы. This goal is achieved by the fact that by introducing into the system a second delay unit, the first multipliers, the first module calculation units, the first integrators, the second multipliers, the third multipliers, the second module calculation units, the second integrators, the fourth multipliers, the fourth summing unit, the differentiation unit, get a new function in the system, which consists in the fact that now the system can work with objects having a delay of a neutral type, and the elements of the numerical vector of adjusting the controller parameters will be on traivatsya that provides condition for normal functioning of the system.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы управления. The drawing shows a block diagram of the proposed control system.
Система содержит объект управления 1, первый блок запаздывания 2, первые умножители 3i (i= 1, m), первые блоки вычисления модуля 4i (i=1,m), первые интеграторы 5i (i=1,m), вторые умножители 6i (i=1,m), первый блок суммирования 7, третьи умножители 8i (i=1,m), вторые блоки вычисления модуля 9i (i=1, m), вторые интеграторы 10i (i=1,m), четвертые умножители 11i (i=1,m), второй блок суммирования 12, второй блок запаздывания 13, блок задания коэффициентов 14, третий блок суммирования 15, блок дифференцирования 16, пятый умножитель 17, третий интегратор 18, шестой умножитель 19, четвертый блок суммирования 20.The system contains the control object 1, the first delay unit 2, the first multipliers 3 i (i = 1, m), the first blocks of the calculation of module 4 i (i = 1, m), the first integrators 5 i (i = 1, m), the second multipliers 6 i (i = 1, m), the first summing block 7, the third multipliers 8 i (i = 1, m), the second blocks of calculation of the module 9 i (i = 1, m), the second integrators 10 i (i = 1 , m), the fourth multipliers 11 i (i = 1, m), the second summing block 12, the second delay block 13, the coefficient setting block 14, the third summing block 15, the differentiation block 16, the fifth multiplier 17, the third integrator 18, the sixth multiplier 19, fourth bl to the summation 20.
Динамика процессов в объекте управления описывается уравнениями состояния и выхода
y(t)=LTx(t),
x(s) = φ(s),
s∈{-τ,0},
τ = max{τ1,τ2},
где x - n-мерный вектор состояния;
y - m-мерный вектор выходных измеряемых координат;
u - скалярное управляющее воздействие;
φ(s) - начальная вектор-функция;
τ1>0, τ2>0 - постоянные запаздывания;
A, D1, D2, L, b - матрицы и вектор размерностей (n•n), (n•n), (n•n), (m•n), (n•1) соответственно, зависящие от вектора неизвестных параметров ξ∈Θ где Θ - известное множество возможных значений вектора ξ.
К объекту подключен регулятор
где g1,g2,χ3 - настраиваемые параметры регулятора, векторы и скаляр соответственно;
g3 - числовой вектор.The dynamics of processes in the control object is described by equations of state and output
y (t) = L T x (t),
x (s) = φ (s),
s∈ {-τ, 0},
τ = max {τ 1 , τ 2 },
where x is the n-dimensional state vector;
y is the m-dimensional vector of the output measured coordinates;
u is the scalar control action;
φ (s) is the initial vector function;
τ 1 > 0, τ 2 > 0 - delay constants;
A, D 1 , D 2 , L, b are matrices and a vector of dimensions (n • n), (n • n), (n • n), (m • n), (n • 1), respectively, depending on the vector unknown parameters ξ∈Θ where Θ is the known set of possible values of the vector ξ.
A controller is connected to the object
where g 1 , g 2 , χ 3 - adjustable controller parameters, vectors and scalar, respectively;
g 3 is a numerical vector.
Параметры регулятора настраиваются в соответствии с алгоритмами адаптации
α1i,α2i,β3 = const>0,
Выходы объекта управления 1 связаны с соответствующими входами первых 3i (i= 1, m) и вторых 6i умножителей и с соответствующими входами первого блока запаздывания 2 и второго блока запаздывания 13, выход каждого первого умножителя 3i через последовательно соединенные соответствующие первые блоки вычисления модуля 4i и первые 5i интеграторы соединены с входом соответствующего второго умножителя 6i, выходы вторых умножителей 6i подключены к входам первого блока суммирования 7, выход которого подключен ко вторым входам первых умножителей 3i (i=1,m), ко вторым входам третьих 8i умножителей, ко второму входу пятого умножителя 17 и к первому входу четвертого блока суммирования 20, первые входы каждого третьего умножителя 8i соединены с выходами первого блока 2 запаздывания, выходы каждого третьего 8i умножителя соединены со входами соответствующих вторых блоков вычисления модуля 9i (i= 1, m), выходы которых связаны с соответствующими входами вторых интеграторов 10i (i= 1, m), выходы которых соединены со входами каждого соответствующего четвертого умножителя 11i (i= 1,m), вторые входы четвертых умножителей 11i связаны с выходами первого блока 2 запаздывания, выходы четвертых умножителей 11i соединены с входами второго блока суммирования 12, выход которого соединен со вторым входом четвертого блока суммирования 20, вход третьего блока суммирования 15 соединен с выходом блока задания коэффициентов 14, входы блока задания коэффициентов 14 соединены с выходами второго блока 13 запаздывания, выход третьего блока суммирования 15 связан с входом блока 16 дифференцирования, выход которого соединен со вторым входом шестого умножителя 19 и первым входом пятого умножителя 17, выход пятого умножителя 17 через последовательно соединенные третий интегратор 18 и шестой умножитель 19 связан с третьим входом четвертого блока суммирования 20, выход которого соединен с входом объекта 1 управления.Controller parameters are adjusted in accordance with adaptation algorithms.
α 1i , α 2i , β 3 = const> 0,
The outputs of the control object 1 are connected with the corresponding inputs of the first 3 i (i = 1, m) and second 6 i multipliers and with the corresponding inputs of the first delay unit 2 and the second delay unit 13, the output of each first multiplier 3 i through the corresponding first first calculation blocks connected in series module 4 i and the first 5 i integrators are connected to the input of the corresponding second multiplier 6 i , the outputs of the second multipliers 6 i are connected to the inputs of the first summing unit 7, the output of which is connected to the second inputs of the first multipliers 3 i (i = 1, m), to the second inputs of the third 8 i multipliers, to the second input of the fifth multiplier 17 and to the first input of the fourth summing unit 20, the first inputs of each third multiplier 8 i are connected to the outputs of the first delay unit 2, the outputs of every third 8 i multiplier are connected to the inputs of the corresponding second blocks computing module 9 i (i = 1, m), the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the second integrators 10 i (i = 1, m), the outputs of which are connected to the inputs of each corresponding fourth multiplier 11 i (i = 1, m), the second fourth inputs multiply firs 11 i connected to the outputs of the first unit 2 delay, exits fourth multipliers 11 i connected to the inputs of the second summing unit 12 whose output is connected to a second input of the fourth summing unit 20, a third summing input of the unit 15 connected to the output coefficient setting unit 14, the inputs the coefficients 14 are connected to the outputs of the second delay unit 13, the output of the third summing unit 15 is connected to the input of the differentiation unit 16, the output of which is connected to the second input of the sixth multiplier 19 and the first input of the fifth multiplier 17, the output of the fifth multiplier 17 through the third integrator 18 and the sixth multiplier 19 connected in series with the third input of the fourth summing unit 20, the output of which is connected to the input of the control object 1.
Система функционирует следующим образом. The system operates as follows.
Сигналы с выходов объекта управления 1 поступают одновременно на соответствующие входы первого блока запаздывания 2 и второго блока запаздывания 13. Сигнал с выхода первого блока суммирования 7 поступает на вторые входы каждого первого умножителя 3i (i=1,m). На первые входы каждого первого умножителя 3i поступают соответствующие сигналы у, с выхода объекта управления 1. С выходов каждого первого 3i умножителя сигналы g1ууi поступают на входы соответствующих первых блоков вычисления модуля 4i (i=1,m), где вычисляются их абсолютные значения. С выходов первых блоков вычисления модуля 4i сигналы |g1yyi| поступают на соответствующие входы первых интеграторов 5i (i=1,m), где интегрируются. Сигналы g1i с выходов первых интеграторов поступают на первые входы каждого соответствующего второго умножителя 6i (i=1,m). На вторые входы вторых умножителей 6i поступают соответствующие сигналы yi с выходов объекта управления 1. С выходов вторых умножителей 6i сигналы поступают на входы первого блока суммирования 7, где складываются между собой. Сигнал с выхода первого блока суммирования 7 g1y поступает на вторые входы каждого третьего умножителя 8i (i=1,m), на второй вход пятого умножителя 17 и на первый вход четвертого блока суммирования 20. В первом блоке 2 запаздывания происходит задержка сигнала yi на время τ1. На первые входы каждого третьего умножителя 8i поступают соответствующие сигналы yi(t-τ1) с выходов первого блока 2 запаздывания. С выходов каждого третьего 8i умножителя сигналы g1(t)y(t)yi(t-τ1) поступают на соответствующие входы вторых блоков вычисления модуля 9i (i= 1, m), где вычисляются их абсолютные значения. С выходов вторых блоков вычисления модуля 9i сигналы |g1(t)y(t)yi(t-τ1| поступают на соответствующие входы вторых интеграторов 10i (i=1,m). Сигналы g2i с выходов вторых интеграторов 10i поступают на первые входы каждого четвертого умножителя 11i (i=1,m). На вторые входы четвертых умножителей 11i поступают соответствующие сигналы yi(t-τ1) с выходов первого блока 2 запаздывания. С выходов четвертых умножителей 11i сигналы поступают на входы второго блока суммирования 12, где складываются между собой. Сигнал с выхода второго блока суммирования 12 g2(t)y(t-τ1) поступает на второй вход четвертого блока суммирования 20. Во втором блоке 13 запаздывания происходит задержка сигнала yi на время τ2. Сигналы yi(t-τ2) с выхода второго блока 13 запаздывания поступают на соответствующие входы блока 14 задания коэффициентов, где происходит умножение сигнала yi(t-τ2) на коэффициент g3i. Сигналы g3iyi(t-τ2) с выходов блока 14 задания коэффициентов поступают на соответствующие входы третьего блока суммирования 15, где складываются. Сигнал g3y(t-τ2) с выхода третьего блока суммирования 15 поступает на вход блока 16 дифференцирования, где дифференцируется. Сигнал с выхода блока 16 дифференцирования поступает на второй вход шестого умножителя 19 и на первый вход пятого умножителя 17. Сигнал с выхода пятого умножителя 17 поступает на вход третьего интегратора 18, где интегрируется. Сигнал с выхода третьего интегратора 18 поступает на первый вход шестого умножителя 19, где умножается на сигнал с выхода блока 16 дифференцирования. Сигнал с выхода шестого умножителя 19 поступает на третий вход четвертого блока суммирования 20. В четвертом блоке суммирования 20 происходит сложение всех сигналов, поступающих на входы этого блока. Сигнал (сигнал управления) c выхода четвертого блока суммирования 20 поступает на вход объекта 1 управления. Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.The signals from the outputs of the control object 1 are supplied simultaneously to the corresponding inputs of the first delay unit 2 and the second delay unit 13. The signal from the output of the first summing unit 7 is fed to the second inputs of each first multiplier 3 i (i = 1, m). The first inputs of each first multiplier 3 i receive the corresponding signals y, from the output of the control object 1. From the outputs of each first 3 i multiplier, the signals g 1 yy i go to the inputs of the corresponding first blocks of the calculation of module 4 i (i = 1, m), where their absolute values are calculated. From the outputs of the first blocks of the calculation of the module 4 i signals | g 1 yy i | arrive at the corresponding inputs of the first integrators 5 i (i = 1, m), where they are integrated. The signals g 1i from the outputs of the first integrators are fed to the first inputs of each corresponding second multiplier 6 i (i = 1, m). The second inputs of the second multipliers 6 i receive the corresponding signals y i from the outputs of the control object 1. From the outputs of the second multipliers 6 i the signals are fed to the inputs of the first summing unit 7, where they are added together. The signal from the output of the first summing unit 7 g 1 y is fed to the second inputs of each third multiplier 8 i (i = 1, m), to the second input of the fifth multiplier 17 and to the first input of the fourth summing unit 20. In the first delay unit 2, the signal is delayed y i for the time τ 1 . The first inputs of every third multiplier 8 i receive the corresponding signals y i (t-τ 1 ) from the outputs of the first delay unit 2. From the outputs of every third 8 i multiplier, the signals g 1 (t) y (t) y i (t-τ 1 ) are fed to the corresponding inputs of the second blocks of the calculation of module 9 i (i = 1, m), where their absolute values are calculated. From the outputs of the second blocks of calculation of module 9 i, the signals | g 1 (t) y (t) y i (t-τ 1 | are fed to the corresponding inputs of the second integrators 10 i (i = 1, m). The signals g 2i from the outputs of the second integrators 10 i are supplied to the first inputs of every fourth multiplier 11 i (i = 1, m). The second inputs of the fourth multipliers 11 i receive the corresponding signals y i (t-τ 1 ) from the outputs of the first delay unit 2. From the outputs of the fourth multipliers 11 i the signals are fed to the inputs of the second summing unit 12, where they are added together.The signal from the output of the second summing unit 12 g 2 (t) y (t-τ 1 ) pos dulls to the second input of the fourth summing unit 20. In the second delay unit 13, the signal y i is delayed by the time τ 2. Signals y i (t-τ 2 ) from the output of the second delay unit 13 are sent to the corresponding inputs of the coefficient setting unit 14, where multiplying the signal y i (t-τ 2 ) by the coefficient g 3i . The signals g 3i y i (t-τ 2 ) from the outputs of the coefficient setting unit 14 are supplied to the corresponding inputs of the third summing block 15, where they are added. The signal g 3 y (t-τ 2 ) from the output of the third summing block 15 is fed to the input of the differentiation block 16, where it differentiates. Signal from the output of the differentiation unit 16 is fed to the second input of the sixth multiplier 19 and to the first input of the fifth multiplier 17. The signal from the output of the fifth multiplier 17 is fed to the input of the third integrator 18, where it is integrated. The signal from the output of the third integrator 18 is fed to the first input of the sixth multiplier 19, where it is multiplied by the signal from the output of the differentiation unit 16. Signal from the output of the sixth multiplier 19 is supplied to the third input of the fourth summing unit 20. In the fourth summing unit 20, all signals arriving at the inputs of this block are added. Signal (control signal) c the output of the fourth summing unit 20 is fed to the input of the control object 1. This device can be implemented industrially based on a standard elemental base.
ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР 1105860, кл.G 05 B 13/02, 1984 (прототип).SOURSE OF INFORMATION
1. Copyright certificate of the USSR 1105860, class G 05 B 13/02, 1984 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115349A RU2182348C2 (en) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | Adaptive control system for handling neutral delay type objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115349A RU2182348C2 (en) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | Adaptive control system for handling neutral delay type objects |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2182348C2 true RU2182348C2 (en) | 2002-05-10 |
RU2000115349A RU2000115349A (en) | 2004-03-10 |
Family
ID=20236187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000115349A RU2182348C2 (en) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | Adaptive control system for handling neutral delay type objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2182348C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482533C2 (en) * | 2011-07-27 | 2013-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Retarded object adaptive system |
-
2000
- 2000-06-13 RU RU2000115349A patent/RU2182348C2/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2000115349A (en) | 2004-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | Global Mittag–Leffler stabilization of fractional-order bidirectional associative memory neural networks | |
RU2182348C2 (en) | Adaptive control system for handling neutral delay type objects | |
Chen et al. | Detection of the number of signals in noise with banded covariance matrices | |
Larimore et al. | Identification and filtering of nonlinear systems using canonical variate analysis | |
RU2148269C1 (en) | Adaptive control system for neutral-delay objects | |
RU2282883C1 (en) | Self-adjusting control system for astatic objects with control delay | |
RU2474858C1 (en) | Combined adaptive control system for nonstationary dynamic objects with observer | |
Nam et al. | Robust stabilization of linear systems with delayed state and control | |
Wei et al. | Stabilization of discrete-time switched linear systems with time-varying delays via nearly-periodic impulsive control | |
RU2210800C2 (en) | Self-adjusting control system for objects with control delay | |
RU2246123C1 (en) | Self-adjusted control system for neutral-type delayed-control equipment | |
RU2220433C2 (en) | Tuning system for controlling objects with state delay and control delay | |
RU2130636C1 (en) | Adaptive control device for objects with lag | |
RU2109317C1 (en) | Adaptive control system | |
RU2220434C1 (en) | Robast system for controlling object with lagging | |
Potter | A matrix equation arising in statistical filter theory | |
RU2402798C1 (en) | Robust system for objects with delayed control | |
RU2155362C1 (en) | Adaptive control system | |
RU2170452C1 (en) | Robustic delayed object control system | |
RU2281541C1 (en) | Self-tuned control system for objects with delayed control | |
US4949236A (en) | Smart controller | |
RU2379735C2 (en) | Robust control system | |
RU2265873C1 (en) | Adaptive control system for dynamic objects with periodical coefficients | |
RU2397531C1 (en) | Adaptive control system with standard warning for objects with several time lags | |
RU2165639C1 (en) | Adaptive object control system incorporating delay provision |