Адаптивная система управления Советский патент 1989 года по МПК G05B13/02 

31495744

Изобретение относится к дискретным адаптивным системам управления и может быть использовано для управления, например, летательными аппаратами с неопределенной внутренней структурой. Цель изобретения - расширение области применения системы за счет управления аппаратами неопределенной структуры.

На фиг. 1 приведена блок-схема адаптиёной системы; на фиг, 2 - - структура коммутатора.

10

Система содержит датчик 1, элемент 2 сравнения, квантователь 3 сигнала ошибки (Е -. Xfl с периодом Т), репе 4, блок из п ключей 5, делитель 6 частоты, генератор 7 тактовых импульсов , блок 8 определения формы сигнала (на периоде дискретности Т 4 Тс) коммутатор 9, п корректирующих блоков 10, сумматор 11, формирователь 12 управляющего вия, исполнительное устройство 13 и объект .14 управления, на который действует возмущение F.

Блок определения формы сигнала реализует последовательно соотношения

(КТ) Е (КТ) - Е С(К-1) TJ; (КТ) /ЗЕ (КТ)

(КТ)

/ЗЕ

г

4Е

(КТ)

-ЛЕ (К-О.ТЗ;

-Л (К-1)

П-1

П-1

.(КТ) Л (КТ) -ZJ EC(K-1)TJ,

О)

де Е (КТ) Х„р(КТ) - X(KT) - зна- 45

чение сигнала ошибки; Т TO/п - период квантования сигнала;

TO пТ - период поступления управляющей информации на вход коммутатора 9 и вьдачи управления на оОъект 14;

п -- порядок аппроксимации процесса на интерва- ле Т, проверяет условия

50

55

|ДЕККТ)| Е, , то п О;

4

то п

1;

то п 2;

(2)

10 .(KT)| -i Е„, то п

п 5

0

5

0

0

5

о

. Е , Е

где U Г J « IL , д оп

На одном из выходов блока.8 через каждые TO появляется сигнал, которьш однозначно свидетельствует о характере изменения сигнала ошибки на интервале времени Т,.

Если сигнал появится на первом выходе, то ошибка Е (t) постоянная, на втором - Е (t) изменяется по линейному закону, на третьем - Е (t) изменяется по параболе, на четвертом - Е (t) изменяется на кубической параболе, на i-M виходе - Е (t) изменяется по параболе i - 1-го порядка и т.д. При небольших периодах Т„ значение п 2 - 4.

В рассмотренных случаях объект управления локально описьшается звеньями, для каждого из которых используются известные корректирующие: блоки 10. ,

Коммутатор 9 обеспечивает прохождение сигнала Е (КТ) в одном из п определенных- корректирзтощих блоков .при наличии сигнала на одном из п выходов блока 8.

Корректирующие блоки 10 выбирают- ся так, чтобы обеспечить требуемое качество управления пэстоянным, линейным и параболически изменяющимся сигналом Е (t) на интервале Т. Например, если на интервале TO сигнал . Е (t) постоянньй, линейный, квадра- тичньй или кубический, то логично, соответственно, применять алгоритмы вида

и (KTJ и (КТо)

а

1

аТ

Е (КТ),

Е (КТ),

п О;

(КТ„) - , Е (КТ) О

3

2 аТ

К (КТр),

п 2;

n 3,

где а - статический коэффициент передачи объекта управления.

Для повьлиения точности путем введения астатизма можно ввести интегральную составляю1цук1.

Суммитор 11 объединяет выходы с корректирующих блоков.

Формирователь 12 формирует кусочно-постоянное или другое управление на периоде Т , воздействз ощее на исполнительное устройство 13, сигнал с которого действует на обьект 14. так, чтобы ошибка Е (t) уменьшилась.

Адаптивная система управления работает следующим образом.

Под воздействием возмущения F и других факторов появляется сигнал ощибки Е (t), который через квантователь 3 поступает в блок 8, в котором по значениям Е (КТ), Е (K-l)Tj, Е (К-2)Т,... вычисляются разности (1), реализуются условия (2) и получается информация о характере изменения Е (t) на интервале Т о пТ в виде одиночных сигналов n О, n 1, n 2,..., которые поступают на соответствующий вход коммутатора через каждые Т. При наличии сигнала управ- ленш на одном из выходов блока 8 блок 5 пропускает Е (КТ) на соответствующий корректирующий блок, кото- рый формирует управление U (КТ), пр- ступающее на формирователь 12 с пере-

даточной функцией, например ) -с соединены соответственно через п кор1 - SP«4J

ректируюищх блоков с п входами сумматора, выход которого соединен с входом формирователя управляющего воздействия, тактовый выход квантователя сигнала ошибки подключен через делитель частоты к управляющему входу блока из п .

-р , и далее на исполнительное

устройство 13.

Анализ характера изменения сигнала Е (t) и формирование управления происходит на каждом интервале времени TO пТ.

10

15

20

25

п

30

35

Применение адаптивной систем позволяет существенно сократить априорную информацию об объекте управлеш я, обеспечить управление объектами неопределенной структуры с одним входом по управлению и одним выходом по регулируемой величине, расширить функциональные возможности регулятора пу- тем унификации, существенно сократить трудозатраты и стоимость проектируемых систем управления.

Формула изобретения

Адаптивная система управления, со- держахцая формирователь управляющего воздействия, выход которого через исполнительное устройство соединен с входом объекта управления, подключен- HQro выходом к входу датчика, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к входу системы, а выход - к информационному входу квантователя сигнала ошибки, а также сумматор и корректирующий блок, о т - л. и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения системы за счет управления объектом неопределенной структуры, в нее введены делитель частоты, блок определения формы сигнала, коммутатор, блок из n ключей и п-1 корректирующих блоков, причем информационный выход квантователя сигнала ошибки соединен с входом блока определения формы сигнала и с информационными входами коммутатора, п заправляющих входов которого соединены соответственно с выходам блока из п ключей, п информационных входов которого соединены соответственно с выходами блока определения формы сигнала, п выходов кoм fyтaтopa

ректируюищх блоков с п входами сумматора, выход которого соединен с входом формирователя управляющего воздействия, тактовый выход квантователя сигнала ошибки подключен через делитель частоты к управляющему входу блока из п .

п 2 ;

Lij;ruj

Изобретение относится к дискретным адаптивным системам управления и может быть использовано для управления, например, летательными аппаратами с неопределенной внутренней структурой. Целью изобретения является расширение области применения системы за счет управления объектом неопределенной структуры. Система содержит датчик 1, элемент сравнивания 2, квантователь 3 сигнала ошибки, блок из N ключей 5, делитель частоты 6, блок 8 определения формы сигнала 8, коммутатор 9, N корректирующих блоков 10, сумматор 11, формирователь 12 управляющего воздействия, исполнительное устройство 13 и объект управления 13. Адаптивная система построена на основе анализа формы выходного параметра объекта управления на дискретных интервалах времени и выборе на основе этой информации корректирующего блока. 2 ил.

To

n

n

Фиг. 2