Предложение относится к системам автоматического управления.
Известен параметрический синтезатор для систем автоматического управления с настраиваемой моделью регулятора, содержащий синтезатор параметров регулятора с перемножителем, подключенным к выходному зажиму регулятора, и синхронизатором, ключи, сумматоры и перемножители.
Однако такой синтезатор не позволяет достаточно точно определить параметры регулятора системы в условиях случайного изменения ее параметров во времени.
Предложенное устройство отличается от известНОго тем, что в нем установлены перемножитель с сумматором, подсоединенным к выходу перемножителя синтезатора, подключенный к выходному зажиму модели, тенератор случайного сигнала с ключом и леремножителемсумматором, генератор пилообразного напряжения с подключенными ,к нему параллельными связями двумя идентичными цепями из перемножителя- и сумматора, охваченных усилительным звеном, два экстраполятора нулевого порядка с выходными зажимами, связанными со вторыми зажимами этих перемножителей и с общим входным зажимом, подсоединенным к синхронизатору и ключу генератора случайного сигнала, выходной зажим которого связан с рдним экстраполятором непосредственно, а с
другим-через нелинейный преобразователь, причем выходы сумматоров двух последних перемножителей подключены к первому перемиожителю с сумматором соответственно через перемиожитель и сумматор генератора случайного сигнала и через отдельный сумматор.
Это повышает точность Определеиия начальных значений параметров регулятора по критерию максимума вероятности нахождения выходной координаты в заданных пределах и надежность работы в условиях случайного изменения ее параметров во времени.
На чертеже представлена блок-схема параметрического синтезатора систем автоматического управления со случайными параметрами, где обозначено: управляющие / и возмущающие 2 воздействия, 3 - модель регулятора, коэффициенты определяющих параметров которой могут управляться специальными сигналами, формируемыми в синтезаторе, 4 - объект управления, 5-9 - ключи, 10 - дифференциальный амплитудный дискриминатор, 11 - формирователь импульсов, 12 - управляемый инвертор знака, 13-блок дискретного переменного коэффициента, 14-интегратор, 15 - дискретный интегратор, 16-19 - сумматоры, 20 - источник - блок программного сигнала, 21 - синхронизатор, 22-26 - иеремиожители, 27 - генератор случайных сигналов, 30- нелинейное безынерционное звено (преобразователь), 31 - генератор пилообразного напряжения; 32 и 33 - усилители, и 34 - сумматор. К выходу замкнутого контура управления оптимизируемой системы подключены последовательно соединенные ключ 5, дискриминатор 10, формирователь импульсов 11, инвертор знака 12, блок дискретного переменного коэффициента 13, интегратор 14, ключ 6 и дискретный интегратор 15. Выход дискретного интегратора подключен к одному из входов сумматора 19, а к двум остальным его входам через ключи 6 и 7, соединенные с синхронизатором 21, подключены выходы блока 20 программного дискретного сигнала, который также соединен с синхронизатором 21. Остальная часть схемы оптимизатора реализует управляемый коэффициент регулятора и устройство для изменения его по случайному закону. Выход сумматора 19 подключен к одному из входов перемножителя 22, вход которого соединен со входом перемножителя 23 и с моделью регулятора. Выходы этих перемножителей подсоединены к м-оделн регулятора через сумматор 34. Второй вход неремножителя 23 соединен с выходом сумматора 16, ко входам которого подключены выходы сумматора 18 и перемножитель 26. Входы перемножителя 26 соединены с генератором 27 и сумматором 17. Ко входам этого сумматора подключены выходы перемножителя 24 и услилителя 33. При этом генератор 27 связан через последовательно соединенные ключ .9 и экстраполятор 29 со входом перемножителя 24. Второй его вход и вход усилителя 33 подключены к генератору 31. К выходу генератора 31 лодключены входы неремножителя 25 и усилителя 32, выходы которых соединены с сумматором 18. Второй вход перемножителя 25 через последовательно соединенные экстраполятор 28 и нелинейный преобразователь 30 связан с выходом ключа 9. Ключ 9, генератор 31, ключ 5, инвертор знака 12, блок 13, интегратор 14, ключ 6, экстраполяторы 28 и 29 связаны с синхронизатором 21. Часть параметрического синтезатора, реализующая управляемый, меняющийся по случайному закону оптимизируемый коэффициент регулятора, работает следующим образом. Генератор 27 генерирует случайный сигнал с математическим ожиданием, равным нулю, и с Корреляционной функцией, соответствующей случайному изменению параметра. Ключ 9 замкнут, генератор 31 заперт сигналом с синхронизатора 21. В результате на выходе сумматора 16 напряжения нет. По сигналу с синхронизатора 21 размыкается ключ Р и на выходе генератора 31 появляется сигнал. При этом на выходе экстраполятора 29 будет зафиксирован случайный уровень напряжения, имевщий место на выходе генератора 27 в момент размыкания ключа 9. В результате на выходе сумматора 17 образуется пилообразное случайное напряжение со средним значением наклона, определяемым коэффициентом Ki усиления усилителя 33, и случайным отклонением наклона, зависящим от напряжения на выходе экстраполятора 29. Случайный сигнал с ключа 9 поступает также на нелинейный преобразователь 30, в результате чего на его вы.ходе образуется сигнал, некоррелированный или слабо коррелированный с выходным сигналом генератора 27. Поэтому при размыкании ключа 9 на экстраполяторе 28 также возникает случайный уровень, слабо коррелированный с выходным напряжением экстраполятора 29. Этот уровень пс.дается на перемножитель 25, и на выходе сумматора 18 образуется также случайный пилообразный сигнал. Напряжение с выхода генератора 27 перемножается со случайным пилообразным сигналом на выходе сумматора 17, в результате чего выходной сигнал неремножителя 26 оказывается случайным, увеличивающимся по размаху во времени по линейному закону со случайным коэффициентом наклона. После су.ммирования этого напряжения в сумматоре 16 с линейно меняющимся сигналом со случайным наклоном, который образован на выходе сумматора 18, образуется новое случайное напряжение. Это напряжение представляет собой случайный сигнал с линейно возрастающим математическим ол иданием, с возрастающей во времени дисперсией, и приближающийся по своим свойствам к процессам с сильным перемещиванием. Таким образом, случайный коэффициент системы реализуется перемножнтелем 22, на второй вход которого подан сигнал с сумматора 19, представляющий собой оптимизируемое начальное значение TIO случайного параметра, и вышеуказанными блоками в сочетании с перемножителем 23, на второй вход которого поступает сформированный описанным образом сигнал. После подачи сигналов с выходов перемножнтелей 22 и 23 на сумматор 34, где сигнал с перемножителя 23 вычитается, указанная совокупность блоков реализует случайный параметр или коэффициент регулятора, меняющийся во времени по закону, имеющему место в больщинстве практических случаев и приблилсающемуся к процессам с неремещивание.м. Оптимизатор работает следующим образом. При включении оптимизатора начинает работать замкнутый контур, состоящий из регулятора 3 и объекта 4. На вход перемножителя 22 поступает сигнал, равный iio 0 + а 1, где Tjo 0 - начальное значение случайного оптимизируемого параметра, устанавливаемое на дискретном интеграторе 15, а - значение программного сигнала с блока 20 в первом такте, поступающего через ключ 8. При этом КЛюч 5 закрыт, и выходной сигнал системы не постунает в схему. Генератор 31 заперт. Через время, необходимое для установления процессов в основном контуре, замыкается ключ 5. Открывается генератор 31 и, параметр т (t)
My закону, как было описано выше. На выходе дискриминатора 10 образуется сигнал, повторяющий выходную величину объекта, если она лежит в заданных пределах тах, min и рзвный нулю, если выходная величина находится вне этого интервала. Далее сигнал поступает на формирователь импульсов //, превращающий его в последовательность прямоугольных импульсов, сум.марная длительность которых равна времени на.хождения данной координаты в диапазоне . Эти импульсы через инвертор 12, полярность импульсов на выходе которого может управляться сигналом с синхронизатора 21, Из.меняются в раз, где - значение коэффициента передачи блока дискретного переменного коэффициента в первом такте. Выходная величина интегратора через некоторое время Т оказывается равной (г) + ), в это время закрывается по команде с синхронизатора ключ 5. Далее по команде с синхронизатора 21 через ключ 7 к сигналу прибавляется сигнал - , инвертор переключается на противоположную полярность выходных импульсов, и открывается ключ 5.
Через время Т сигнал на выходе интегратора 14 оказывается равным а 1 Г + - (г)о )- Далее замыкается ключ 6, и на выходе дискретного интегратора 15 образуется величина
+ ( + )-r( + a,m).
Эта величина представляет собой значение коэффициента г)о 1, уточненное после первого цикла приближения и являющееся исходным для второго цикла. Случайный параметр генерируется в каждом такте.
В результате аналогичных операций в конце второго цикла получаем величину
+ ( + + )-Г(т1от-а 2).
С увеличением числа таких циклов величина TIO начального значения случайного оараметра стремится к значению, обеспечивающему максимум времени Г или вероятности Я нахождё ния координат системы в заданных пределах с учетом случайного дрейфа параметров во времени.
Последовательное определение т)о всех остальных параметров регулятора происходит аналогично. Этот процесс сходится с вероятностью, равной единице.
Предмет изобретения
Параметрический синтезатор для систем автоматического управления с настраиваемой моделью регулятора, содержащий синтезатор
параметров регулятора с перемножителем, подключенным к выходному зажиму регулятора, и синхронизаторо.м, ключи, сумматоры и перемножители, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения начальных значений параметров регулятора по критерию максимума вероятности нахождения выходной координаты в заданных пределах и повышения надежности работы в условиях случайного изменения ее параметров во времеии, в нем установлены перемножитель с сумматором, подсоединенным к выходу перемножителя синтезатора, подключенный к выходному зажиму модели, генератор случайного сигнала с ключом и перемножителем-сумматором, генератор пилообразного напряжения с подключеннными к нему параллельными связями двумя идентичными цепями из перемножителя и сумматора, охваченных усилительным звеном, два экстраполятора нулевого порядка
с выходными зажимами, связанными со вторыми зажимами этих перемножителей и с общим входным зажимом, подсоединенным к синхронизатору и ключу генератора случайного сигнала, выходной зажим -которого связан с
одним экстраполятором непосредственно, а с другим - через нелинейный преобразователь, причем выходы сумматоров двух последних перемножителей подключены к первому перемножителю с сумматором соответственно через пере.множитель и сумматор генератора случайного сигнала и через отдельный сумматор.
