САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ Советский патент 1970 года по МПК G05B17/02 

Изобретение относится к техничеохой кибернетике и может быть применено в системах автоматического управления летательными аппаратами, радиолокационными станциями, технологическими процессами и в следящих системах, если эти системы работают в таких условиях, когда параметры регулируемого объекта или процесса являются быстроизменяющимися функциями времени с известным законом изменения и со случайными коэффициентами.

Известны самонастраивающиеся системы с Эталонной моделью, содержащие основной контур и контур самонастройки в виде мостовой схемы, в плечи -которой включены соответст1вен но эталонная модель и последовательно соединенные регулятор с- иа страиваемым коэффициентом и объект регулирования, а в -диагональ - подключенный ,к регулятору корректирующий фильтр и последовательно связамные элемент -сравнения и квадратичный детектор.

Предложенное устройство позволяет повысить точ1ность настройки коэффициента усиления в регуляторе основного контура за счет того, что в нем в цепи контура самонастройки на выходе корректирующего фильтра установлено множительное устройство, выход которого связан с регулятором в пря-мой цени.

темы с эталонной моделью и настраиваемым коэффициентом в контуре само-настройки, где обозначены; F(t)-сигнал управления, случайная функция времени; C-a(t)-неременный коэффициент усиления К. объекта упра-вления; a(t) - известный закои изменения коэффициента во времени; С - случайная величина, значение которой произвольно и неизвестно; &(/)-переменный коэффициент усиления в цепи контура само-настройки, в данном

случае b(t) /- элемент сравнения осa(t)

новной системы, осуществляющий операции сложения и вычитания входных сигналов и вынолнеиный, например, на усилителе постоянного тока; 2 - корректирующий фильтр основ-ной си-стемы, имеющий . передаточ-ную функцию WK(S); S - комплексный аргумент; в-ключен для обеспечения требуемых динамических свойств основной системы; 5 - регулятор, имеющий настраиваемый со стороны контура самонастройки коэффициент усиления Кр-, выполнен, например, на электро«ном умножителе; 4 - объект регулирования, имеющий передаточную функцию (s), причем Ko Ca(t). Объект регулирования может быть например, электромеха-ническим устройством. Элементы У-4, соединенные между собой, например электрически, образуют основпередаточную функцию (s), причем W(s)Wo(s); К -эталонное или требуемое апачение коэффициента усиления основного контура; 6 - элемент сравнения контура самонастройки, осуществляющий операцию сложения подаваемых на его вход сигналов с указанными зна ками; 7 - квадратичный детектор, осуществляющий операцию умно/ксния действующих на его вход сигналов; выполняется, например, на электронном умножителе; 5 - корректирующий фильтр в контуре адаптации, имеющий передаточную функцию Y(s); осуществляет операцию иитегрирова«ия и фильтрацию высокочастотных составляющих входного сигнала; 9 - множительное устройство, которое настраивает .коэффициент усиления в контуре самонастройки 1путем умножения входного сигнала на величину

b(t) -, вьшол.нен, например, на электронa(t)

ном ум.ножителе. Элементы 2, 5, 6, 8 выполнены, например, на усилителях постоянного тока и НС-цепях. Элементы 3-9, соединенные электрически, образуют контур самонастройки.-

Первое плечо моста, коэффициент усиления которого равен Кр Ко, образуется последовательно соединенными регуляторо-м 3 и объек-. том регулирования 4. Второе нлечо, коэффициент усиления которого К, включает в себя эталонную модель 5. Элемент сравнения 6 вырабатывает сигнал разности реакций X и X обоих плеч моста, на которые воздействует один тот же сигнал управления F(t).

Полученный сигнал разности умножается квадратичным детектором 7 -на выходной сигнал X эталонной модели 5.

Задачей контура самонастройки является поддержание постоянным коэффициента усиления в разомкнутом контуре основной системы и равенство его коэффициенту усиления эталонной модели 5, т. е. необходимо, чтобь К.К.. Изменяющийся коэффициент усиления объекта Л , как это возникает в практических задачах, может быть представлен в виде .произведения известной функции времени на неизвестный случайный коэффициент С, т. е. (t).

Для того чтобы общий коэфф ициент усиления регулятора 5 и объекта 4 сохранялся равным К, коэффициент усиления в регуляторе 3 должен при этом изменяться по закону:

К I.

для чего неооходимо опредеa(t)

С

лить

На выходе квадратичного детектора 7 образуется сигнал, пронорциональный выражению /Со((0. где Д/Ср (О - ощибка настройки коэффициента /Ср регулятора 3; она равна

к

К

&КМ).

-.Здесь первое слаCa{i) С,(0 «(О гаемое требуемому значению Л коэффициента усиления регулятора, второе - действительному текущему значению его. Поэтому при учете ), сигнал на выходе квадратичного детектора 7 запищется иначе:

/(o((.

Контур самонастройки обладает астатизмом 1-го порядка благодаря интегрирующим свойствам корректирующего фильтра 8 и охвачен отрицательной обратной связью. Поэтому сигнал на выходе квадратичного детектора 7,

//

нропорцио)1альный /( 1 - -)будет стремитьV CiJ

ся к нулю, откуда следует, что величина

Ci(i)

К т,/.%

стремится к значению - . Ьсли величина a(t)

заведомо известна, то ее необходимо ввести в контур настройки, умножив выходную величину корректирующего фильтра 5 на функцию

b(t) с помощью мнол ительного устройa(t)

ства 9. Этим достигается более высокая точность настройки коэффициента регулятора 3 по сравнению со случаем, когда множительное устройство 9 отсутствует.

Предмет изобретения

Самонастраивающаяся система с эталонной моделью, содержащая основной контур и контур самонастройки в виде моставой схемы, в плечи которой включены соответственно эталонная модель и последовательно соединенные регулятор с настраиваемьш коэффициентом и объект регулирования, а в диагональ- подключенный к регулятору корректирующий фильтр и последовательно связанные элемент сравнения и квадратичный детектор, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности настройки коэффициента усиления в регуляторе основного контура, в ней в цени контура самонастройки на выходе корректирующего фильтра установлено множительное устройство, выход которого связан с регулятором в прямой цепи.

F(t)