УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕИИ»««-- Советский патент 1970 года по МПК G05B13/00 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в устройствах экстремальной настройки, в частности, в экстремальных регуляторах.

Известны устройства для оптимизации параметров систем автоматического управления, содержащие управляемый генератор тока, связанный с цепями настройки параметров, каждая из которых состоит из функционального преобразователя, подсоединенного через блок выделения знака сигнала к накопителю сигнала управления, который подключеп к интегрирующему весовому элементу, связанному с генератором случайных сигналов, а также схемы задержки и выпрямителя.

Недостатком известных устройств является то, что процесс настройки при реализации ряда функционалов управления расходится, кроме того, процесс настройки параметров происходит относительно медленно.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно снабжено ограничителем напряжения генератора тока, который подключен к выходу управляемого генератора тока. Оно содержит также схему управления генератором случайных сигналов, снабженную неуправляемым генератором тока, связанным с входом функционального преобразователя цепи настройки соответствующих параметров, который подключен как к генератору случайных сигналов (непосредственно), так и к накопителю сигнала управления (через выпрямитель и схему задерлжи).

Такое выполнение устройства для оптимизации параметров систем автоматического управления позволяет обеспечить сходимость процесса настройки параметров к окрестности экстремума при любой унимодальной выпуклой фупкции качества системы, а также ускорить процесс настройки.

На чертеже изобрал ена блок-схема предложенного устройства.

Оно состоит из управляемого генератора тока /, подключенного на общую щину 2, и

подключенных к той же шине идентичных цепей настройки параметров. Каждая цепь настройки содерл ит функциональный преобразователь 3, блок 4 выделения знака сигнала, накопитель 5 сигнала, схему задержки 6, выпрямитель 7, интегрирующий весовой элемент 8 и генератор случайных сигналов 9.

Функциональный преобразователь, в свою очередь, содержит входной резистор 10 с управляемой проводимостью, разделительный

усилитель тока 11, квадратор 12 и выходной резистор 13 с управляемой проводимостью.

Ограничитель напряжения 14 подключен к выходу управляемого генератора, а схема управления генераторами случайных сигналов pa тока 15, подключенного иа вторую общую шину 16, и отдельных цепей, каждая из которых состонт из преобразователя 17, аналогичного преобразователю 3, схемы задержки 18, аналогичной схеме задержки 6, и выирямителя 19, аналогичного выпрямителю 7. Управляемый генератор тока / выдает ток, пропорциональный изменению функции качества . Сигнал / от генератора тока 1, пропорциональный изменению функции качества AQ, подаётся па общую щину 2. Ток ij, ответвляющийся в /-Ю цепь настройки, поступает на вход функционального преобразователя 5 к резистору 10. Ток равен: где ру - проводимость /-го резистора 10, I - общий ток. Величина управляется сигналом от квадратора 12 и равна: р -a4Z2 «-I, где AZy-изменение перестраиваемого параметра, га 1, 2 ..., а -коэффициент пропорциональности. Для реализации последней зависимости сигнал AZy Xy +yj со входа весового элемента 8 преобразуется схемой задержки 6, выпрямителем 7, квадратором 12 и поступает на управление проводимостью резистора 10. Ток ij через разделительный усилитель тока 11 поступает на резистор 13, проводимость которого р иропорциональна величине . Для управления проводимостью резистора 13 используется сигнал AZ, преобразованный схемой задержки 6 и выпрямителем 7. Напряжение f/y - -, снимаемое с резистора 13, оказывается равным: AQ п-1 , где -приращение функции качества, минимум которой определяется. Это напряжение поступает на блок 4 выделения знака сигнала, где умножается на веч ,AQ -.. I ,

1 -f 9 - s при 1 + - s

AQ, . AQ . ...

I j-при l+.,--l+.

l 1

&z ичину Sign и подается на накопиель 5, работающий в соответствии с выражением:/,. „ ;, ./г-1 - - Uj sign AZ {/г- 1 ; О 1, где - накоилеииьп сигнал о величине градиента Qj(Zj). Сигнал 7iy , смешиваясь со случайным сигпалом Ij, ностуиающим от генератора случайных 9, подается иа интегрирующий вход весового элемента 8. Последний нредставляет собой элемент с управляемым коэффиииепто.м передачи, причем величина коэфф1щиепта передачи является интегралом от сигнала AZ. Сигнал Ij представляет собой последовательпость независимых п.мпульсов, тактированных по времени и случайных по амплитуде. С накопителя 5 па вход схемы задержки 6 поступает сигиал .,. , который на выходе схемы задержки 18 равен i,. Этот сигнал выпрямляется выпрямителем 19 и становится равным ), где i - постоянная величина. Затем сигнал иоступает на вход фуикциопальпого преобразователя 17, вход которого подключен к общей шине 16, на которую постунает ток /о от неуправляемого генератора тока 15. Функциональный преобразователь /7 работает аналогично функциональному преобразователю 3, н поэтому выходной сигпал функционального преобразователя 17 равен U.L 2(PvJ«-i l + -0 Сигнал t/y, с выхода преобразователя 17 поступает в генератор случайных снгналов 9 для управления дисперсией случайного сигпа а yj. Параметры ограничителя нанряжения 14 выбираются таким образом, чтобы выполнялось неравенство: Ф-1 + е 01)9+ 1-е. где ф - напряженне на выходе унравляемого генератора тока, е - малая положительиая величина. При этом величина вектора перестраиваемых параметров равна: 1 + + .,-l Zln-ll( - Кроме того, yj изменяется по закону: j{n-l} - S(l -ytn-l l + -0 5 де Т - положительная величина. - случайный сигнал с нулевым средним значением и постоянной дисперсией, причем некоррелирована при 10 . Предмет изобретения Устройство для оптимизации параметров си15:тем автоматического управления, содержащее управляемый генератор тока, связанный с целями настройки параметров, каждая из которых состоит из функционального иреобразовагеля, подсоединенного через блок выделения 20 знака сигнала к накопителю сигнала управления, который подключен к интегрирующему весовому элементу, связанному с генератором случайных сигналов, а также схемы задсрл-ски и выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью обеспечения сходимости процесса настройки параметров к окрестности экстремума при любой унимодальной выпуклой функции качества систем автоматического управления и ускорения процесса настройки, оно содержит ограничитель напряжения генератора тока, подключенный к выходу управляемого генератора тока, и схему управления генератором случайных сигналов, снабженную неуправляемым генератором тока, связанным с входом функционального преобразователя цепи настройки соответствующих параметров, который подключен к геиератору случайных сигналов непосредственно и через выпрямитель и схему задержки связан с накопителем сигнала управления.

hHSHr