Система автоматической идентификации Советский патент 1987 года по МПК G05B17/02 

Изобретение относится к идентификации объектов управления и может быть применено для экспериментально- I O определения характеристик линей- ньк объектов управления, входящих, например, в систему автоматическог о регулирования или самонастраивающуюся систему.

Цель изобретения - повышение быстродействия системы.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматической идентификации.

Система состоит из объекта 1 уп- равхГения, подстраиваемой модели 2 объекта, первого ключа 3, первого блока 4 параметрической настройки, блока 5 умножения, блока 6 сравнения второго блока 7 параметрической нас- тройки, вычислительного устройства 8, второго ключа 9, запоминающего устройства 10, синхронизатора 11, компаратора 12, генератора 13 тактовых импульсов, счетчика 14 импуль- сов и триггера 15.

Система автоматической идентификации работает следующим образом.

Входной сигнал объекта U nj подается на ВХОД ключа 3 и модели 2. В исходном состоянии ключ 3 разомкнут, а ключ 9 замкнут. Тогда на первом этапе блок 4 отключен, а следовательно, перестройки вектора параметров модели В nj не осуществля- ется и значение вектора параметров модели равно начальному:

В о Ь,о , ,...,

Тогда согласно приведенной схеме модель объекта управления представляется в виде

и Сп,

где /1 nj - общая скалярная мульти- пликативная составляющая параметров модели (общий параметр).

Она вычисляется в блоке 7 и подается на вход блока 5 через замкну- тый ключ 9 и запоминакидее устройство 10.

Значение определяется согласно итеративному алгоритму вида

/Jfn + y(Y n - vB c и n,

где -r - постоянная итеративного алгоритма.

Полученная оценка подается в вычислительное устройство 8. Таким образом, на первом этапе, ког да имеют место большие параметрические рассогласования и определение В п может иметь значительные вычислительные трудности, сЁязанные с его большой размерностью, задача идентификации упрощается до одномерной по сравнению с известным устройством, в котором решается N-мерная задача идентификации. При этом в предлаг аемой системе на первом этлпе оценивается общая составляющая параметров модели п, являющаяся скаляром. Параметры модели от итерации к итерации оценки изменяются как

Ь. nJ Дп , i

N.

Это позволяет на первом этапе за- счет искусственного уменьшения размерности решаемой задачи идентификации увеличить реальную скорость сходимости процесса идентификации путем уменьшения числа каналов параметрической настройки и повышения скорости сходимости самого процесса идентификации. Однако упрощение многомерной задачи оценки параметров до одномерной может привести к ухудшению точности настройки. Поэтому в предлат аемой системе предусмотрен переход к известной схеме оценки с орг анизацией N-каналов настройки при ошибках параметрической идентификации, на первом этапе превышающих заданные (допустимые).

Для контроля величины параметрических ошибок используется дисперсия общего параметра , которая вычисляется на первом этапе в вычислительном устройстве 8 по итерационным формулам

бДп М(4п - Mf/ifnJ}jV,

где (1-о() М{/ 2Гп-1 + + oi/i4n ;

MI njj () Mr/5 n-1J| + + .

ЙР - дисперсия общег о параметра

О o 2;

М - символ усреднения. Дисперсия общего параметра при независимых случайных входных сигналах с нулевым средним однозначно определяет величину средней нормы параметрических рассогласований:

с М ||R nJU 4IIB foJIlU/j,

где / - ошибка идентификации; II К - евклидова норма. Значение вектора В oj подается с блока 4, На основе || В oj(| и S в вычислительном устройстве 8 осу- ществля ется определение критерия о точности оценки. На п-м шаге оценки счетчик 14 вьщает сигн ал на S-вход триг гера 15 и управляющий вход вы- числительног О устройства 8. При этом ключ 3 замыкается, ключ 9 размыкается, а вычислительное устройство 8 вы дает вычисленное значение точности параметрической оценки с/ на компаратор 12.

то компаратор 12 вы- возврат счетчика 14 а следовательно, и

Если с/ дает сиг нал на и триггера 15, ключей 3 и 9 в

исходное состояние, и

дальнейшее слежение за изменяющимися параметрами объекта управления будет происходить в течение п-шагов путем перестройки общего параметра .

Если с/ (/з,то с выхода компаратора сигнала не выдается и при замкнутом ключе 3 и разомкнутом ключе 9 происходит подключение к системе идентификации блока 4 и отключение выхода блока 7 от блока умножения. В этом случае запоминающее устройство постоянно вьщает заполненное значение общего параметра п , полученное на первом этапе оценки, а система начинает работать по известной схеме, в которой перестраиваются все компоненты вектора параметров модели Б nj по одному из итеративных алгоритмов, например, вида

Ь.п ьДп-и + jCYjn - nJK U; nj , i 1, N.

Таким образом, на втором этапе производится окончательное оценивание параметров до заданной ошибки оценки (/, которая определяется в вычислительном устройстве 8 на каждом п-м шаге оценки. При этом счетчик 14 выдает разрешение на подачу вычисленного значения tf на компаратора 12, и в случае,если(,, происходит обратное переключение системы на контур настройки только обще- г О параметра.

Таким образе, за счет искусственного уменьшения размерности решаемой.за0

15

0

25

дачи оценки параметров достигается повышение быстродействия системы. Формула изобретения

1.Система автоматической идентификации, содержащая подстраиваемую модель объекта, вход которой подключен к входу объекта, блок сравнения, соединенный выходом с первым входом первого блока параметрической настройки, подключенного выходом к второму входу подстраиваемой модели объек- : та,первый вход блока сравнения подключен к выходу объекта,о т л и ч а ющ а я с я тем.что с целью повышения быстродействия системы, она содержит второй блок параметрической настройки, вычислительное устройство,блок умножения, первый и второй ключи, синхронизатор и запоминающее устройство, информационный и управляющий входы первого ключа соединены соответственно с входом объекта и первым выходом синхронизатора, а выход - с вторым входом первог О блока параметрической настройки, подключенного выходом к первому входу вычислительного устройства, соединенного выходом и вторым входом соответственно с входом и вторым выходом синхронизатора, а третьим входом - с информационным входом второго ключа и выходом второго блока параметрической настройки, который подключен первым входом к выходу блока сравнения, а вторым входом - к выходу подстраиваемой модели объекта и первому входу блока умножения, соединенного выходом с вторым входом блока сравнения,управляющий вход второго ключа соединен с третьим выходом синхронизатора,а выход через запоминающее устройство подключен к второму входу блока умножения .

2.Система по п. 1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что синхронизатор

содержит генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, триггер и компаратор, соединенный входом с входом синхронизатора, а выходом - с первыми входами счетчика импульсов и триггера, второй вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, соединенного вторым входом с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход триггера, выход счетчика импульсов и второй выход триггера соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами синхронизатора.

30

35

40

50

55

Изобретение относится к идентификации объектов управления и может быть применено для экспериментального определения характеристик линейных объектов управления, входящих в систему автоматического регулирования или самонастраивающуюся систему. Целью изобретения является по- вьпцение быстродействия процесса идентификации, которое достигается за счет искусственного уменьшения размерности решаемой задачи оценки параметров. Для этого процесс идентификации разбивается на два , на первом из которых перестраивается только один параметр, являющийся общей мультипликативной составляющей параметров модели. Величина дисперсии общего параметра, пропорциональная средней норме параметрических ощибок, определяет критерий перехода к второму этапу, на котором перестраиваются все параметры модели по известному способу. Это реализуется с помощью введения второго блока 7 параметрической настройки, первого и второго ключей 3, 9, синхронизатора 11, запоминакяцего устройства 10, блока 5 умножения и новых связей. 1 3.п. ф-лы, 1ил. i (Л иГ УГЯ7 СдЭ о 00 со 00 00