Адаптивная система управления Советский патент 1993 года по МПК G05B13/00 

Изобретение относится к системам управления нестационарным нелинейным объектом с помехой аддитивного характера, поступающей на вход системы и недоступной для измерения.

Цель изобретения - повышение точности, упрощение и расширение области применения системы.

Рассмотрим нестационарный нелинейный объект управления;

2 ai(x , ui.t)xO) +Ј,(t)

b(x,u 1 ,t)u 1,

(1)

где ai,b - неизвестные нелинейные и нестационарные параметры объекта;

ui -скалярное управление;

Јг неизвестная помеха.

Уравнение регулятора выберем в виде

ul(t) m(t)u-k(t)(t)x. (2)

где ni(t), k(t) и ki(t)- настраиваемые.парамет- ры регулятора;

x(t), x(t) n(t)-измеряемые выходные величины и вход системы управления. Запишем уравнение системы:

ОО

2 (x tui,t)x +|r(t).+.

.

+ а 1 (х , u i ,t) + b(x, u i ,t)x+ (x,ui,t) + b(x,ui,t)k(t)i b(x,ui,t)m(t)o+2 |i(t). (3)

- I о

Выберем уравнение эталонной модели xjU(t) u.(4)

Далее обозначим Ј(t)A x-x/«,ai(x,ui,t) +

+ b(x,ui,t)ki(t)Ј + ki(t) а0(х, u i ,t) + b(x, u 1, t)

k(t) +Ak(t),

,b(x,ui ,t)m(t) 1 +Am(t). (5)

c о ч

t

I

ki(t)-A(ex + exdt),

to

С учетом (5) из (3) и (4) запишем e Am.u-Akx-Akix +

У 8|.(x.ui;t)x() +f Јl(t). (6)5 m(t) 1-A(ex +-4iЈil+j udt). (и)

-- П1 T л . tn

Od

I

I 2

ki(t)-A(ex + exdt),

to

Изобретение относится к системам управления с адаптацией параметров регулятора. Цель изобретения - повышение точности, упрощение и расширение области применения системы. Система содержит шесть умножителей, -четыре сумматора, объект управления, дифференциатор и три регулятора. 1 ил.

Будем настраивать параметры регулятора по принципу отрицательной обратной связи

|k(t)-k(t0)+AkH(t), k(t0) 1 ki(t)ki(t0) + AkiH(t), ki(t0) o U(t)m(to)+.AmH(t). m(t0) 1. ()

Для определения значений AkH(t) ;. AkiH(t)n A mH(t) составим уравнение компенсации невязки е (t) согласно (6)

(t)u -AkH(t)x -AkiH(t)x. (8) Обозначим e AmH(t)u -Aki,(t)x -AkiH(t)x.(9) Выберем градиент

I АеЈн,(Ю)

а значения параметров будет полагать такими, чтобы уменьшить в каждый момент времени градиент (9), например для параметрического приращения AkH(t}:

AMO- -znrr+J-jsb

; .. Из (11) с учетом (9) запишем:

AkH(t) -А(сх + /Јxd(t).

to

Или окончательно с учеюм (7) запишем алгоритм адаптации параметров регулятора

k (t) 1 - А ( f х Ч- ), -( } к х d t) ,

Схема предложенной системы .представлена на чертеже.

Система содержит умножители 1-6, сумматоры 7-10, объект 11 управления, дифференциатор 12 и регуляторы 13-1.5, например ПИД-регуляторы u(t}-входной сигнал системы, x(t) - выходной сигнал объекта управления, Ј(t) - помеха, F(t) - параметрическая помеха.

Система работает следующим образом.

Входной сигнал u(t) поступает на входы умножителей 1 и 3 и на суммирующий вход сумматора 7, на вычитающий вход которого поступает выходной сигнал системы x(t). Сигнал e(t)c выхода сумматора 7 поступает на входы умножителей 3,4 и 6, в которых он умножается соответственно на u(t), x(t) и x(t). Результат перемножения с них поступает на входы регуляторов соответственно 15, 13 и 14. Затем сигналы с выходов регуляторов 15,13 и 14 поступают на входы умножителей 1 и 2 соответственно через сумматоры 8 и 9, и на вход умножителя 5 непосредственно (см.чертеж). В умножителях 1,2 и 5 происходит перемножение сигналов, поступивших на первые входы с сигналами соответственно u(t), x(t)n x(t). Сигнал x(t) получается путем дифференцирования сигнала x(t) в дифференциаторе 12. Таким образом, на входе объекта управления 11 получается сигнал, полученный на выходе сумматора 7 в виде (2), где сигналы m(t), k(t) и ki(t) определены в (13). ......

Формула изобретения

Адаптивная система управления, содержащая объект управления, три сумматора, первый регулятор и два умножителя, причем выход первого умножителя соединен с входом первого регулятора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен-с входом объекта управления, выход которого соединен с выходом системы, первым входом первого умножителя, вторым входом второго умножителя и первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, при этом первые входы второго

и третьего сумматоров являются вычитающими, отличающаяся тем что, с целью повышения точности и расширения области применения системы,она содержит четвертый сумматор, второй и третий регуляторы, дифференциатор, и умножители с третьего по шестой, причем выход объекта управления через дифференциатор соединен с первыми входами третьего и четвертого умножителей, вход системы соединен с первыми входами пятого и шестого умножителей и с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторыми входами третьего и пятого умножителей, выходы

0

5

которых соединены с входами соответственно второго и третьего регуляторов, выход третьего регулятора соединен с первым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом шестого умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, третий вход которого соединен с выходом четвертого умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго,регулятора, при этом вторые входы первого и четвертого сумматоров соединены с входом значения 1. а третий вход второго сумматора является вычитающим.