НЕЛИНЕЙНАЯ РОБАСТНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2005 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины. Такими системами являются, например, системы автоматического управления летательными аппаратами, ядерными реакторами, гидромелиоративными сооружениями, гидротурбинами, двигателями и т.д.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является самонастраивающаяся система управления (А.с. СССР №1019400 А, 1983, Бюл. №19), содержащая блок задания коэффициентов, последовательно соединенные блок суммирования, первый умножитель, интегратор, второй умножитель, объект регулирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, выход блока суммирования подключен к первому и второму входу первого умножителя и ко второму входу второго умножителя, выход первого умножителя через интегратор соединен с первым входом второго умножителя, выход которого подключен к входу объекта регулирования.

Недостатком этой системы является ограниченность функциональных возможностей, связанных с потерей работоспособности системы при работе с нестационарными объектами.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы за счет изменения алгоритмической структуры управления.

Сущность изобретения заключается в том, что в систему, содержащую объект управления, блок задания коэффициентов, последовательно соединенный первый блок суммирования, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, выходы которого подключены к соответствующим входам первого блока суммирования, выход первого блока суммирования подключен к соответствующим входам первого умножителя и второму входу второго умножителя, введены блок задания коэффициента и второй блок суммирования, причем выход первого умножителя соединен с первым входом второго блока суммирования, а второй вход подключен к выходу блока задания коэффициента, выход второго блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя, выход которого подключен к входу объекта управления. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы за счет работы с нелинейными, нестационарными объектами.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой нелинейной робастной системы управления для нестационарных объектов.

Система содержит объект управления 1, блок 2 задания коэффициентов, первый блок суммирования 3, первый умножитель 4, второй блок суммирования 5, блок задания коэффициента 6, второй умножитель 7, y₁,... ,y_m - выходные координаты объекта управления, U - формируемое скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее уравнению:

где γ ₁≥_{0, γ 2>0, γ 3>0 - постоянные коэффициенты;}

g-m - мерный числовой вектор коэффициентов блока 2 задания коэффициентов, выбираемый в соответствии с условием гурвицевости полинома g^Tα^{(λ ), где α (λ ) - числитель передаточной функции;}

y-m - мерный вектор выходных координат объекта управления;

g^Ty - скалярный обобщенный выход объекта управления.

Система функционирует следующим образом.

Сигналы с выходов объекта управления 1 поступают на соответствующие входы блока 2 задания коэффициентов, который представляет собой блок умножителей, в этом блоке происходит умножение сигнала с 1-го выхода объекта регулирования на постоянный коэффициент. Сигналы с выходов блока 2 задания коэффициентов поступают на соответствующие входы первого блока суммирования 3, где складываются. Сигнал с выхода первого блока суммирования 3 поступает на оба входа первого умножителя 4 и на первый вход второго умножителя 7. В первом умножителе 4 происходит умножение сигнала с выхода первого блока суммирования 3 на этот же сигнал. Сигнал с выхода первого умножителя 4 поступает на первый вход второго блока суммирования 5, на второй вход этого блока поступает сигнал с выхода блока задания коэффициента 6, с выхода второго блока суммирования 5 сигнал поступает на второй вход второго умножителя 7. Во втором умножителе 7 происходит умножение сигнала с выхода первого блока суммирования 3 на сигнал с выхода второго блока суммирования 5 и таким образом формируется сигнал управляющего воздействия. Сигнал управляющего воздействия (робастный закон управления) вида U=(-γ ₁-γ ₂(g^Ty)²)g^Ty с выхода второго умножителя 7 поступает на вход объекта управления 1.

Таким образом, исключение интегратора и введение в систему управления блока суммирования и блока задания коэффициента позволяет изменить закон управления, обеспечивающий асимптотическую устойчивость при существенном упрощении системы. Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах робастного управления нелинейными, нестационарными объектами, параметры которых - неизвестные изменяющиеся во времени величины. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей системы за счет изменения алгоритмической структуры управления. Система содержит объект управления, блок задания коэффициентов, два блока суммирования, два умножителя и блок задания коэффициента. 1 ил.

Нелинейная робастная система управления для нестационарных объектов, содержащая объект управления, выходы объекта управления подключены к входам блока задания коэффициентов, выходы блока задания коэффициентов соединены с соответствующими входами первого блока суммирования, выход первого блока суммирования подключен к первому и второму входам первого умножителя и к первому входу второго умножителя, отличающаяся тем, что в систему введены второй блок суммирования и блок задания коэффициента таким образом, что выход первого умножителя соединен с первым входом второго блока суммирования, а второй вход соединен с выходом блока задания коэффициента, выход второго блока суммирования соединен с вторым входом второго умножителя, сигнал с выхода второго умножителя поступает на вход объекта управления.