Адаптивный идентификатор для объекта с запаздыванием Советский патент 1990 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к автоматиескому управлению и регулированию,, ожет быть использовано при построеии системы регулиропалия объектами с , реобразующими каналами вица

T(t) & + у - k(t;U(t ) (1)

де у, U - выходная и входная перемет,,

ные объектaj (t)sT(t)- изменяющиеся во времени t

коэффициенты5 i - время запаздывания

является дополнительным к основному с, вт.св, № J365047,

Цель изобретения расширение qjv наиональных возможностей„

На чертеже представлена блок-схема адаптивного идентификатора для jg бъекта с запаздыванием,, где обозначено; U и у - сигналы соответственно о входной и выходной леременных объекта идентификации;, являющиеся входными сигналами адаптивного иден- 1LJ тификатора; Тв Ј - оценки коэффициентов модели объекта идентификации,.

Адаптивный идентификатор содержит последовательно соединенные первый блок 1 задержкиt вторую модель 2 щ объекта и сумматор 3, первую модеп- 4 объекта выход которой соединен с вторым входом сумматора 3S лервый вход соединен с ВЫУОЛОЬ первого - ка 3 задержки, второй вход с РЫХО- , дом второго б.го е. -1 аянения, пер вый вход которого соьд Лен с зторь м входом второй модели 2 и с яы-одок второго блока 6 задержи,, последе., тельно соединенные первый блок 7 ,} сравнения, первый регулятор 8 и пео- вый экстраполятор 9Э вход которого соединен с вторым входом второго блока 5 сравнения, а. выход с входом второго блока б задержки н является , к, первым выходом -1дер 1Ччфш.;;тора9 после довательно соединенные второй дифференцирующий Олок 10 ч второй ипок 1i о-пределения модуля 9 тоследоватепьно соединенные первый дифференцирующий Q блок 12, первый блок 13 определения модуля и третий блок 14 сравненияв третий блок 15 задержки, к выходу ко торого подключены третий второй кодели 2 объекта и орин из выходов четвертого блока 16 сравнения, другой вход которого подключен к выходу втэ рого регулятора 17 t входу второго экстраполятора 185 выход которого соо

динен с 1эходом третьего блока 15 задержки, выход третьего блока 14 сравнения соединен с входом второго регулятора 17, а первый вход с выходом второго блока 11 определения модуля, выход четвертого 16 блока сравнения соединен с третьим входом первой модели i объекта, первый вход блока 7 сравнения соединен с входом первого дифференцирующего блока 12 и является первым входом устройства, а второй вход с выходом сумматора 3 и входом второго дифференцирующего блока 10, вход первого блока 1 задержки является вторым входом идентификатора, выход второго окстраполятора 18 является вторым выходом идентификатора.

Подели 2 и 4 объекта идентификации содержат последовательно включенные блок сравнения, интегрирующий усилитель с управляемой емкостью и блок унйожения, выход которого подключен к выходу модели объекта идентификации выход интегрирующего усилителя с управляемой емчостью соединен с первым входом блока сравнения, первый вход модели объекта идентификации соединен с вторым входом блока сравнения, третей вход - с управляющим входом ин- тегрирующего усилителя, второй вход - с вторым -входом блока умножения.

Регулятор 8 и 17 реализуют, например 9 пропорционально-интегральный закон регулирования.

Экстраполяторы 9 и 18 выполнены в виде реального форсирующего звена.

Адаптивный идентификатор для объ- ечта с зап-зздыванием работает следующим образом.

Входной сигнал U объекта- идентификации задерживается на время С в первом блоке 1 задержки и преобразуется во второй модели 2 объекта идентификации, куда подаются также сигналы об оценках коэффициентов k и Т, задержанные соответственно во втором блоке 6 и третьем блоке 15 задержки на время -С, Выходной сигнал второй модели 2 объекта об оценке выхода объекта идентификации алгебраически суммируется в сумматоре 3 с выходным сигналом первой модели 4 объекта идентификации о корректировке выхода объекта идентификации по ошибкам экстраполяции оценок к и Т коэффициентов k и Т, Полученный в сумматоре 3 сигнал у вычитается в первом блоке 7 сравнения УЗ выходного сигнала у объекта идентификации и подается на первый регулятор 8, например, с пропорционально-интегральным законом регулирования, где вырабатывается оценка к. коэффициента k на момент (t - О Выходной сигнал первого регулятора 8 экстраполируется первым экстраполято- ром 9 на время -С и вследствие этого получается сигнал об оценке k коэффи- циента k на текущий момент времени. Сигнал об ошибке экстраполяции оценки коэффициента k с выхода второго блока 5 сравнения преобразуется в первой модели 4 объекта идентификации, куда поступают сигнал первого блока 1 задержки и выходной сигнал четвертого блока 16 сравнения об ошибке экстраполяции оценки коэффициента Т и в результате получается сигнал корректи- ровки выхода объекта идентификации.

Контур для оценки коэффициента Т работает аналогично контуру оценки коэффициента 1с, однако в нем преобразуется не непосредственно сигнал о выходе у объекта идентификации;, а оценка модуля его скорости и оценка модуля скорости сигнала ум, формируемого на выходе сумматора 3. Это выз- вано тем, что коэффициент характери- зует скорость изменения выходного сигнала.

Контур оценивания Т функционирует в соответствии со следующими правилами.

Если действительная постоянная времени объекта идентификации больше постоянной времени модели и идет воз- растание выходного сигнала объекта идентификации, то разность модулей скоро стей изменения выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала модели (выходной сигнал блока 3) положительная, т.е. выходной сигнал третьего блока 14 сравнения больше куля, тогда второй регулятор 17 вырабатывает регулирующее воздействие, направленное на увеличение оценки постоянной времени Т,.

Если действительная постоянная . воемени объекта идентификации меньше постоянной времени модели и идет возрастание входного сигнала объекта идентификации, то разность модулей скоростей изменения выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала модели отрицательного знака, т.е. выходной сигнал третьего блока 14 сравнения меньше нуля, тогда второй регулятор 17 вырабатывает регулирующее воздействие, направленное на уменьшение оценки постоянной времени Т.

Если действительная постоянная времени больше постоянной времени модели и идет убывание входного сигнал объекта идентификации, то разность модулей изменений выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала модели будет положительного знака, то есть выходной сигнал третьего блока 14 сравнения будет больш нуля, тогда второй регулятор 17 вырабатывает регулирующее воздействие, направленное на увеличение оценки постоянной времени Т.

Если действительная постоянная времени объекта идентификации меньше постоянной времени модели и входной сигнал объекта идентификации убывает то разность модулей скоростей изменения выходного сигнала объекта идентификации и выходного сигнала моделей отрицательного знака, т.е. выходной сигнал третьего блока 14 сравнения меньше нуля, тогда второй регулятор 7 вырабатывает регулирующее воздействие, направленное на уменьшение оценки постоянной времени Т.

3 результате в любой ситуации корректировка делается в нужном направлении и оценка отслеживает действительное изменение Т.

Для реализации описанной логики сигнал у проходит через первый дифференцирующий блок 12, первый блок 13 определения модуля и вычитается в третьем блоке 14 сравнения из выходного сигнала сумматора 3, преобразованного во втором дифференцирующем блоке 10 и втором блоке 11 определения модуля. Выходной сигнал третьего блока 14 сравнения преобразуется во втором регуляторе 17, экстраполируется вторым экстраполятором 18 на время, Ј и подается на второй выход идентификатора. Этот же сигнал задерживается в третьем блоке 15 задержки на время Ј, поступает на третий вход второй модели 2 объекта идентифика- ции, а также вычитается в четвертом блоке 16 сравнения из выходного сиг- нала второго регулятора 17. Выходной сигнал четвертого блока 16 сравнения поступает на третий вход первой модели 4 объекта идентификации.

Таким образом, совокупность новых локов и связей позволяет по сравне- йию с известным идентификатором рас- ририть функциональные возможности адаптивного идентификатора для объекта с запаздыванием и применять его для адаптации постоянной времени объекта.

Формула изобретения

Адаптивный идентификатор для объекта с запаздыванием по эвт. св. № 1365047, отличающийся 15 тем, что, с целью расширения функцио- нальных возможностей, в него введены последовательно соединенные первый дифференцирующий блок и первый блок определения модуля, последовательно

0

5

включенные второй дифференцирующий блок, второй блок определения модуля, третий блок сравнения, второй регулятор, второй экстраполятор, третий блок задержки и четвертый блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора, а выход - с третьим входом первой модели объекта, выход третьего блока задержки соединен с третьим входом второй модели объекта, первый вход идентификатора подключен к входу первого дифференцирующего блока, выход первого блока определения модуля соединен с вторым входом третьего блока сравнения выход сумматора подключен к входу второго дифференцирующего блока, а выход второго экстраполятора соеди- нен с вторым выходом идентификатора.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и позволяет расширить функциональные возможности идентификатора, который содержит последовательно соединенные первый блок задержки (БЗ) 1, вторую модель объекта (МО) 2, сумматор 3 (С), второй дифференцирующий блок 10, второй блок 11 определения модуля, третий блок сравнения (БС) 14, второй регулятор (Р) 17, второй экстраполятор 18, третий БЗ 15, выход которого соединен с третьим входом второй МО 2, четвертый БС 16 и первую модель объекта (МО) 4, выход которой соединен со входом С 3, первый вход - с выходом БЗ 1, а второй вход - с выходом второго БС 5, первый вход которого подключен ко второму входу МО 2, к которому подсоединен также выход второго БЗ 6, вход которого через последовательно соединенные первый регулятор 8 и первый экстраполятор 9 соединен с выходом первого БС 7, первый вход которого соединен с выходом С 3, а ко второму входу подключены последовательно соединенные первый дифференцирующий блок 12 и первый блок определения модуля 13, выход которого соединен со вторым входом БС 14. Выход Р 17 соединен со вторым входом БС 16, выход первого регулятора 8 соединен с первым входом БС 5. 1 ил.