Комбинированная адаптивная система управления для

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления периодическими режимами априорно неопределенных нестационарных динамических объектов. Техническим результатом является обеспечение работоспособности и асимптотической устойчивости системы управления циклического действия в случае разницы порядков знаменателя и числителя передаточной функции объекта регулирования, превышающей единицу. В систему, содержащую блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, интегратор, второй умножитель, объект регулирования, блок задания коэффициентов, дополнительно введен параллельный фильтр-компенсатор, причем вход параллельного фильтра компенсатора соединен с выходом первого блока суммирования, выход параллельного фильтра-компенсатора соединен с первым и вторым входами первого умножителя и со вторым входом второго умножителя, выход первого умножителя подключен к входу интегратора и к первому входу второго блока суммирования, второй вход второго блока суммирования соединен с выходом блока задержки на величину, равную периоду изменения параметров объекта регулирования, выход второго блока суммирования соединен с первым входом третьего блока суммирования и с входом блока задержки, второй вход третьего блока суммирования соединен с выходом интегратора, выход третьего блока суммирования соединен с первым входом второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования. 2 ил.

Комбинированная адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами, содержащая блок задания коэффициентов, последовательно соединенные первый блок суммирования, первый умножитель, интегратор, а также последовательно соединенные второй умножитель, объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, отличающаяся тем, что дополнительно введен параллельный фильтр-компенсатор, причем вход параллельного фильтра-компенсатора соединен с выходом первого блока суммирования, выход параллельного фильтра-компенсатора соединен с первым и вторым входами первого умножителя и со вторым входом второго умножителя, выход первого умножителя подключен к входу интегратора и к первому входу второго блока суммирования, второй вход второго блока суммирования соединен с выходом блока задержки на величину, равную периоду изменения параметров объекта регулирования, выход второго блока суммирования соединен с первым входом третьего блока суммирования и с входом блока задержки, второй вход третьего блока суммирования соединен с выходом интегратора, выход третьего блока суммирования соединен с первым входом второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования.

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления периодическими режимами априорно неопределенных нестационарных динамических объектов.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является комбинированная адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами (Патент РФ №2282847, Официальный бюл. «Изобретения и полезные модели». — 2006, №32, прототип), содержащая блок задания коэффициентов, последовательно соединенные блок суммирования, первый умножитель, интегратор, а также последовательно соединенные второй умножитель, объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход блока суммирования подключен ко вторым входам первого и второго умножителей, при этом выход первого умножителя подключен к входу интегратора и к первому входу второго блока суммирования, второй вход второго блока суммирования соединен с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования соединен с входом третьего блока суммирования и с входом блока задержки, второй вход третьего блока суммирования соединен с выходом интегратора, выход третьего блока суммирования соединен с входом второго умножителя.Однако недостатком данной системы является потеря работоспособности и асимптотической устойчивости в случае разницы порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта регулирования большей единицы.Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является расширение класса динамических объектов, в частности — обеспечение асимптотической устойчивости рассматриваемой системы для неустойчивых объектов с разницей порядков знаменателя и числителя передаточной функции, превышающей единицу.Решение поставленной задачи достигается тем, что в систему, содержащую блок задания коэффициентов, последовательно соединенные первый блок суммирования, первый умножитель, интегратор, а также последовательно соединенные второй умножитель, объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, согласно изобретению дополнительно введен параллельный фильтр-компенсатор, причем вход параллельного фильтра компенсатора соединен с выходом первого блока суммирования, выход параллельного фильтра-компенсатора соединен с первым и вторым входами первого умножителя и со вторым входом второго умножителя, выход первого умножителя подключен к входу интегратора и к первому входу второго блока суммирования, второй вход второго блока суммирования соединен с выходом блока задержки на величину, равную периоду изменения параметров объекта регулирования, выход второго блока суммирования соединен с первым входом третьего блока суммирования и с входом блока задержки, второй вход третьего блока суммирования соединен с выходом интегратора, выход третьего блока суммирования соединен с первым входом второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования.Дополнительно введенный в систему параллельный фильтр-компенсатор позволяет построить систему, работоспособную при разнице порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта, превышающей единицу.Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена блок-схема системы управления; на фиг.2 — блок-схема параллельного фильтра-компенсатора.Система содержит объект регулирования 1, блок задания коэффициентов 2, первый блок суммирования 3, параллельный фильтр-компенсатор 4, первый умножитель 5, интегратор 6, второй блок суммирования 7, блок задержки 8, третий блок суммирования 9, второй умножитель 10, y1, …, ym — выходы объекта регулирования, u — скалярное управляющее воздействие.Объект регулирования описывается уравнением:где x(t) — n-мерный вектор состояний объекта регулирования;A(t+T), b(t+Т) — нестационарные матрица состояния, и вектор управления соответственно, с периодически изменяющимися параметрами;Т — период изменения параметров объекта;y(t) — m-мерный вектор выходных координат объекта регулирования;* — символ транспонирования;L — матрица выхода;u(t) — скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее соотношению:где χ(t) — настраиваемый коэффициент контура адаптации;α0 — m-мерный вектор коэффициентов блока задания коэффициентов 2, удовлетворяющий условию: полином степени n-1 α0 *α(λ) — устойчивый с положительным старшим коэффициентом, где α(λ) — числитель передаточной функции объекта регулирования.Пользуясь критерием гиперустойчивости В.М.Попова, можно показать, что контур управления, реализуемый комбинированным способом в виде:χ(t)=χпер(t)+χинт(t),,где χпер(t) — периодическая настройка алгоритма управления;χинт(t) — интегральная настройка алгоритма управления;γ0, γ1 — некоторые постоянные положительные величины;обеспечивает асимптотическую устойчивость системы.Система функционирует следующим образом.Сигналы с выходов объекта регулирования 1 поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов 2, внутри которого происходит умножение i-го входного сигнала на постоянный заданный коэффициент. Сигналы с выхода блока задания коэффициентов 2 идут на входы первого блока суммирования 3, где складываются. Выходной сигнал первого блока суммирования 3 поступает на вход параллельного фильтра-компенсатора 4 с функциональной схемой, соответствующей фиг.2. В каждом из блоков суммирования 11j (j=1, 2…k-1, где k — разность порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта регулирования 1) происходит сложение сигнала, поступающего с выхода первого блока суммирования 3 и соответствующих сигналов, полученных с выходов интеграторов 12j. Сигнал с выхода каждого блока суммирования 11j поступает на вход соответствующего интегратора 12j и на соответствующий вход блока суммирования 13. В блоке суммирования 13, формирующем выход параллельного фильтра-компенсатора, происходит сложение выходных сигналов каждого интегратора 12j и каждого блока суммирования 11j. Сигнал с выхода блока суммирования 13 поступает на оба входа первого умножителя 5 и на второй вход второго умножителя 10. Выходной сигнал первого умножителя 5 идет на вход интегратора 6 и на первый вход второго блока суммирования 7, сигнал с выхода которого подается на вход блока задержки 8 и на первый вход третьего блока суммирования 9. На второй вход третьего блока суммирования 9 поступает сигнал с выхода интегратора 6. Сигнал с выхода третьего блока суммирования 9 идет на первый вход второго умножителя 10, выходной сигнал которого подается на вход объекта регулирования 1.Технический результат заключается в обеспечении работоспособности и асимптотической устойчивости системы управления циклического действия в случае разницы порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта регулирования, превышающей единицу.Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.