Устройство для оптимизации параметров систем управления Советский патент 1975 года по МПК G05B13/00 

из фувкц«0:нального преобразователя 9, содержащего два резистора 10 и 11 с уир авляемой ПроВОДимостью, квадрато р 12, юигнумэлемент 13, схему 14 задержки,- демодулятор 15 и оодключевного вхадом а к шине 3, входом б - к выходу сумматора 16, а выходом в к входу Накопителя 17, выход которого СоедБиен с cyMMaTOpiOM 16, подключенным выходам к интегрирующему iBeooiBOMy элементу 18, а также аналогичного функционального преобразователя 19. Пр-еобразователь 19 пощеоединен входо)М а (К щине 6, -входом б - к выходу накопителя 17, а выхоДОМ в - к схеме 20 умножения, другой вход которой по|ДКЛЮ чен к общей щине 8, а выход - к сумматору 16. Кроме того, устройство соде|рж)ит генератор 21 Случайных Оигналов, под1кл,юченный входом к шине 6, а 1выходом - к сумматору 16. Работает схема следующим образом. При по1даче вход б фун.кциоЕального прео1браэоБателя 9 сигналов -И31менен1ия параметров настройжи AZ f, v, пде k - индекс цепи настройки, а V - момент .времени, эти сигналы задержи1вают ся на один тажт в схеме 14 задержки, образуют AZ. v - 1, выпрямляются iB демодуляторе 16, образуя AZ;, v - , возводятся в квадрат мвадаратором 12 и поступают на управление проводимостью резистора 10, - h (AZ v - - 1), где h - коэффициент пропорциональности. Вхо|дное сопротивление сигнум-элемента 13 выбирается достаточно малым, этот элемент является коммутируемым усилителем тока. Пр.и напряжении па Щине 3 , ток j/,,, ответвляющийся на вход а k-w. схемы настрой|ки параметров, р-аюен i ,tv f/MpJv (AZ,v - 1)2. ToK /и M ИМвертвруется или не инвертируется в сигнум-элементе в Завйюимости от з-нака - 1, и на выходе сигнум-элемента ток 1% v равен i, v . (AZ, v - 1) 2 sgnAZ , fv - 1. TiOK поступает на управляемый резистор 11, проводимость pftiv которого В V момент времени пропорциональна модулю /AZ,v- 11/, p,(v /i/AZ,v - , ft const - коэффициент пропорциональности. При этом напряжеиие на резисторе 11 U,v , . р v .h-(AZA.v-lp SgnAZ Jv- 1 /i/AZA. y,v ,v-l Это наПряжение оним-ается ic выхода Ъ. Напряжавие на щине 3 равно току генератора , деленному на сумму входных проводим остей всех подключенных к щине 3 фун.кциональных преобразователей иы п где п - число цепей настройки, причем и v не превосходит сигнала ограничения, согласно описанию авт. св. № 276205 tnaxl УМ/ :/-§-е, где I и 8 - постоянные. Таким образом с Лчетом за|висимости p, /z(AZ,b-l)2 имеет место Й2 (AZjilv- 1)2 Л 2 ( 1)2 А- 1 (1 - g -s) sgn/{v при A2()2 Известное устройство реал-изует /М r( - 1 - Q v-2), пде S, г, е const, /|/ 1, Q v - целевая функция. Сигнал t//; v преобразуется накапливаюЩим элементом в сигнал Я/., по зависимости Ajv ., U, , сигнал А v поступает в Сумматор. Таким образом, реализуется следующая зависимость vjv я Jv - 1 I + Y v AZ, - 1, { 2JAZ/; v-l)2 -e. 2 ()2 (l--i-8)sgn( - Q.v -2) при / - 2 (AZA,)2 Аналогично работает функциональный реображватель 19, подключенный к шине 6, Итаемой от генератора 4 . При подаче а вход б сигнала , v, а на шину 6 тока /о т генератора тока и ограничении генератора о.ка появляется сигнал У v на выходе b .,,

f,

при

S (/.Иг-1)2

S (/.,)

,v----1

/

f

При 2 (л-.. v--l)2 f const. Сигиал V v умиожает-ся мноЖИтель-НЫМ устройством на сигнал генератора 7 случайных -си-таЛОв. Сигнал у/, v на выходе множительного устройства равен i/(v Я,Ь - 1 QO М р v, лде во v - последовательность импульсов случайной амплитуды с гауссовым распредел.ен1ием, «улевым оредни-м значением и конечной днопер ией. Напряжение на шяне 6, пропорциональное РЬ, управляет генератором 21 случайных сигналов. Напряжение последнего при этом равно ЛМ ар Me/Jv, а const, где в/; v - последавательность независимых И1М1пульсов с гауссовым распределением, нулевым средним з.начеиием и конечной дааперсией. Сигналы у v, у v, К/, v суммируются в Сум.маторе A.Jv yJv + 1/;М + .,v. Сигнал Л2д. у поступает на интегратор, который выдает значение Z,, v k-ro параметра настройки. Zjv 2,v-l +AZ,v. Накажем, что эллипсоид раюнределения вектора У (i/i, уг, . -., у,, ) случайных шагов г/4 у v + у/, v ориент1ирова« по наиравлейию вектора Л (Ai v, АгМ, .... ) и сжимается при увеличенил вектора А. Так как распределение гауссово, достаточно показать, что вектор Л v-1 и любой вектор А , ортогональный А v-1, т. е. такой, что J 1 О, Я1ВЛЯЮ11СЯ СОб|СТ(ВвННЫМИ векторамИ корреля цион.ной матрицы случайлюго вектора . КорреляциОНлая матрица вектора У v имеет вид К муту;

ИЛИ

Л|Ь Kl2, . , к. п К2, 22, -, К2п

j-f

Кп , К п2 , ., Кцп

Устройство для оптимизации параметров систем управления по авт. св. ,о 276205, отличающееся тем, что, с целью ускорения процеоса настрой.ки, введены дополнительно неупра1вляемый генератор случайных сигна,тов 1И огран ичитель наафяжения, подключенный к выходу неуправляемого генератора тока, а в каждую цепь настройки включены индивидуальный управляемый генератор случайных где Л - символ математического ожидания, Т - символ транспорзиции. YM ( + ав v. где 0 (вь 02, ..., 0J. Отсюда /(v ( - I + + ), где E - единичная лгатрица. Нокажем, что Л v - 1 и X являются собст1венными ввкторами К v. (b- ( v - - 1 + - 1), (v ( 1 + a2). Аналогично получаем ps - 1 -b + ) Ja2p2 v. При выборе собственных векторов в качетве системы координат матрица /( ста.ноВ|Ится иагональной с собствен.ными значеняямн по диагонали К diag|p2 v( - 1 + сс), Oc2p4vL ..., «Т Отношение дисперсии случайных шагов по аправлению А v- 1 к диспероии по направ-/.- V - - 1 енню л равно 1 + 1, т. е. эллипОИД вытянут вдоль направлен1ия А v - 1. При больших значен.иях A v - 1 --; имеем р v , и дисперсия случай/.2 v - 1 ных шагов по напра-влелию А v - I равна (А2 (ь- - 1 + сс) то выражение стрем ится к нулю при возрастании -1. При - меем ( 1 + а) А у стрем-ится к а. при А v - 1 + а) - 1 - 0. Н р е дм е т изобретения

Сигналов, ладключенныи управляющим входом к выходу |Цеупра1Вляемого генератора то-ка, а выходом - к Суммато1ру, « МНожительпое устройство, под Слюченное одним входом к выходу неуправляемого генератора случа (ых Сигналов, вторЫМ (ВХОДОМ - к выходу функционального .нреобразователя, соедиле нного с неуправляемым генераторам тока, я выходом - к сумматору.