Самонастраивающаяся система управления Советский патент 1984 года по МПК G05B13/00 

Изобретение относится к области автоматического регулирования, а более конкретно к проектированию самонастраивающихся систем управления методом беспоисковой градиентной настройки.

Известна функциональная схема самонастраивающейся системы управления, осуществляющая настройку по одному или нескольким параметрам градиентным методом с использованием функции чувствительности временных характеристик системы и ее эталонной модели 1 .

Принцип работы самонастраивающейся системы. Выходные сигналы с эталонной модели и настраиваемой сравниваются на сравнивающем устройстве. Одновременно выходной сигнал с настраиваемой системы подается на вход модели чувствительности. Сигналы с выхода сравнивающего устройства и с выхода модели чувствительности поступают на входы блока настройки, на выходе которого получаются сигналы, пропорциональные требуемым приращениям настраиваемых параметров. Недостатком таких систем является то, что модель чувствительности не является настраиваемой, поэтому точность, быстродействие и надежность самонастройки низки.

Из известных аналогов наиболее близкими к предлагаемому является самонастраивающаяся система, состоящая из собственно настраиваемой системы, эталонной модели, сравнивающего устройства, вычислительного устройства, каналов настройки системы и модели чувствительности. В состав вычислительного устройства входят интегрирующие звенья и множительные устройства, входы которых соединены с выходами соответствующих сравнивающих устройств и выходами модели чувствительности. Выходы настраиваемой системы и эталонной модели соединены с выходами сравнивающего устройства. На входы эталонной модели и настраиваемой системы одновременно подаются входные воздействия. Сигналы с выходов вычислительного устройства, т.е. с выходов интеграторов, по соответствующим каналам настройки подаются в настраиваемую систему и модель чувствительности для изменения параметров 2.

Недостатками прототипа являются низкая динамическая точность и надежность самонастройки из-за несовпадения параметров системы управления и модели чувствительности и сложность технической реализации самонастраивающейся системы из-за подстройки модели чувствительности по настраиваемому параметру.

Цель изобретения - повыщение динамической точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в самонастраивающуюся систему управления, содержащую эталонную модель, последовательно соединенные датчик входного воздействия, первый сумматор, настраиваемый усилитель, второй сумматор и

регулятор, подключенный выходом к входу объекта управления, последовательно соединенные третий сумматор, первый множительный блок, интегрирующий блок и второй множительный блок, второй вход которого соединен с входом настраиваемого усилителя и первым входом третьего сумматора, а выход - с вторым входом второго сумматора, выход датчика входного воздействия соединен с вхо0 дом эталонной модели, и выход объекта управления подключен к второму входу первого сумматора, введены два множительных блока, блок переменного запаздывания и два делительных блока, причем выход датчика входного воздействия подключен

к первому входу первого делительного блока, с вторым входом которого соединен выход первого сумматора, вход блока переменного запаздывания соединен с выходом первого делительного блока, а выход - с первым

0 входом третьего множительного блока, второй вход которого соединен с выходом четвертого множительного блока, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом регулятора и выходом второго делительного блока, первым входом подключенного к выходу первого сумматора, а вторым входом - к выходу второго сумматора, и выход третьего множительного блока подключен к второму входу второго множительного блока.

Обосновать работу устройства можно

на основании следующих соображений.

Передаточную функцию разомкнутой системы можно записать как

W(p) K«gWi(p,x),

где K;f - настраиваемый коэффициент усиления настраиваемого усилителя. Тогда

Ч(Р,ЗГ) Vi{p) + I Фу,((р) AWi.(p,JE)Vi (р). (1)

Правую и левую части (1) можно разделить на У (р, - изображение по Лапласу выходной переменной усилительного элемента; Тогда

,- Ф,.,,(Р)(м)|й

У,(р.1Г) (2)

или, учитывая, что ysJ.piif) li 1

yj)KXК+)С

(2) приводится к виду:

ГЙб+ I Фу..Др)Д Wi()Wv, (р,х),

где WyjyJll X)- передаточные функции разомкнутого канала от Vj (р,х)К Vj (р,х), не зависящие от KXПродифференцируем правую и левую части (3) по параметру с целью получения, допустим, функции чувст вительности ощибки системы к нестабильному параметру. Тогда

ZKUP.IC)|: Vi(p,7t) | v,(p,3t),

САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА, УПРАВЛЕНИЯ, содержащая эталонную модель, последовательно соединенные датчик входного воздействия, первый сумматор, настраиваемый усилитель, второй сумматор и регулятор, подключенный выходом к входу объекта управления, последовательно соединенные третий сумматор, первый множительный блок, интегрирующий блок и второй множительный блок, второй вход которого соединен с входом настраиваемого усилителя и первым входом третьего сумматора, а выход - с вторым входом второго сумматора, выход датчика входного воздействия соединен с входом эталонной модели, и выход объекта управления подключен к второму входу первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения динамической точности системы, в нее введены два множительных блока, блок переменного запаздывания и два делительных блока, причем выход датчика входного воздействия подключен к первому входу первого делительного блока, с вторым входом которого соединен выход первого сумматора, вход блока переменного запаздывания соединен с выходом первого делительного блока, а выход - с первым входом третьего множительного блока, второй вход которого соединен с выходом четвертого множительного блока, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом регулятора и выходом второго делительного блока, первым входом подключенного к выходу первого сумматора, а вторым входом - к выходу, второго сумматора, и выход третьего множительного блока подключен к второму входу второго множительного блока.