Система индентификации параметров объекта Советский патент 1979 года по МПК G05B13/02 

(54) CHpTElviA ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть применено ,для целей анализа и синтеза сложных динамических объектов, диагностики и принятия решений, регулирования и управления объектами с неполной информацией в процессе их нормального функционирования, например, в авиации, космонавтике, физике, химии, машиностроении. Известны системь (устройства) идентификации параметров, используемые в технической кибернетике для параметрической идентификации объектов управления, осуществляющие неявные (итеративные) способы идентификации, которые основаны на пошаговой подстройке под идентифицируемый объект его динамической модели 1 , Такие системы индентификации имеют малое быстродействие. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система идентификации параметров объекта, содержащая блок реализации алгоритмов идентификации и последовательно сое диненные блок управления, модель объекта, модель блока датчиков состояния объекта и блок сравнения, выходы которого соединены со вторыми входами модели объекта и первыми входами блока реализации алгоритмов идентификации, выходы блока управления соединены со входами объекта, выходы которого соединены через блок датчиков состояния объекта со вторыми входами блока сравнения, входы модели объекта через блок реализаций алгоритмов идентификации соединены с третьими входами модели объекта, которой соединены со вторыми входами блока реализации алгоритмов идентификации 2. Эта система идентификации параметров является недостаточно быстродействующей. Целью изобретения является повышение быстродействия системы идентификации параметров. Это достигается тем, что предлагаемая система идентификации содержит

7O3779 блок задания начальных условий, блок дифференцирования и последовательно соединенные блок вычисления критерия идентификации, пороговы. блок, коммутатор и вычислитель параметров объек1: входы которого соединены соответствен но с выходами блока-управления, модели объекта и блока дифференцирования, входы которого соединены с выходами объекта, а выход блока задания начальных условий соединен со вторыми . входами коммутатора, третьи входы которого соединены с выходами блока реа лизации алгоритмов идентификации. На чертеже представлена структура предлагаемой системы идентификации параметров объекта. Система содержит блок управления 1 объект2 идентификации, блок 3 датчико состояния объекта 2, блок 4 дифференцирования, вычислитель параметров объе та 5 блок 6 реализации алгоритма идентификации, подстра1шаемую модель 7 объекта, модель блока датчиков состояния 8, коммутатор 9, пороговый блок 1 .блок 11 вычисления критерия идентификации, блок сравнения 12 и блок 13 за дания начальных условий. Система идентификации параметров ра ботает следующим образом, На первом шаге .(итерации) идентификации коммутатор 9 подключает выходы блока задания начальных условий 13 к 1входам вычислителя параметров объектта 5 идентификации и вводятся начальны значения , , .... , А параметров обтьекта идентификации. Вычислитель параметров объекта 5 идентификации параметров объекта, описываемого систезугой обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений вида . 6v|at C,U,,t,И где -вектор-функция правых частей системы (1), вектор, представляющий переменные состояния объекта 2, и - вектор, представляющий входной вектор управления объекта 2, пос тупающий с выхода блока 1 управления, Х- искомый вектор параметров, fc - время, может быть реализован, например, на основе условия минимума квад ратичного по ошибке (,,i (1 ункционала F x --Jlld lldt, .о - . де 1 - номер шага (итерации) идентификации, ОД -интервал времени идентификации, vi - вектор - функция частей системы .i. у ds./dt N4 NV обыкновенных нелинейнъис дифференциальных уравнений, аналогичной системе (Г) и реализуемой моделью 7 объекта. С учетом необходимого услови$; минимумаg-rc.4 л1;1 х к;-л .о,. () искомое значение вектора паа также (2) и (3) получаем. раметров при условии положительной определенности гессиана ||5 Р| ЭЛрВ Л.д//„.Q систему уравнений, явно определяющую искомый вектор параметров .) 11ри применении способов численного интегрирования квадратурными формулами, например формулы Симпсона, система (5) принимает вид (Л-) SS - fs;v-o ч. {-iV ( Г6j js s3f.l , ,.vv..j,. V Tkfcaf gro «vT)T/3K при g-si 0,K, 2T/3K при ,4, ,.., К - 2, 4T/3K при ,3, ..., К - 1, К - 2h,h 1, 2, f Jj i« j где С - порядок системы управления к - число подинтервалов численного инteгpиpoвaния, Ш - размерность вектора параметров. Учитывая, что на каждом i -м шаге дентификации система (6) может быть редставлена в виде системы линейных лгебраических Уравнений вида де 1 квадратная Матрица козффи. циентов, - вектор правых частей. вычислитель 5 параметров объекта реализуют, например, на основе блока вычисления компонент аналоговой (аналого-цифровой) модели системы линейных алгебраических Уравнений,; построенньЕс известными в вычислительной технике способами, В результате решения с помощью вычислителя параметров объекта 5 системы уравнений (7) определяются предварительные сценA f, .., Л ,;;„ параметров на первомшаге индентификации, которые поступают на входы блока 6 -реализацииалгоритма идентификации. Йатем осуществляется окончательное оценивание уточнение значений параметров в блоке 6 реализации алгоритма идентификации в соответствии с характеризующей неявные способы идентификации формулой итеративного изменения параметров, например вида ..НК.вГц.гли-Оти- Л ..-Дс,,3 J, ЛАО, mn гдеЧС ц 3 зопределенная, в зависимости от конкретного применяемого неявного способа идентификации, фун.кяия значения вектора П Q параметров, полученного на предыдущем шаГе, и соответствующего критерия (.I-O иден ,..тификации, определяемо го, например, по формуле .3 -Jii i-Mi:v-dt. Полученные в результате окончательные на шаге идентификации оценки , ...... поступают на первые входы коммутатора 9 и на входы подстройки модели 7 объекта; Значения переменных состояния обьекга 2 и его модели 7, измеренные с помощью блока 3 датчиков состояния и. модели 8 датчиков состояния, поступают на первые и вторые входы блока сравнения 12, вычисляющего величины их рассогласования, кьторыё поступают с выходов блока сравнения 12 на входы блока 11. В блоке вычисления критерия индентификации 11 вычисляется величина критерия 3 идентификации. Эта величина поступает на вход порогового блока 10, где она сравнивается с заданной величиной, характеризующей () (9 .оптимальное значение критерия, при ко- i тором рассогласование выходных переменных объекта 2 и его модели 7 минимально, ЕСЛИ иа текугцём первом шаго идентификации соответствующие з начения критерия 3 отлично от оптимального, то управляющий сигнал с выхода порогового блока 10 переключает коммутатор 9, подключая к входам вычислителя параметров объекта 5 выходы блока 6 реализации алгоритма идентификации. Следовательно, на следующем, в данном случае втором, шаге (инерции) идентификации в качестве исходнььч используются оценки значений параметров, полученные на предыдущем шаге, и повторяется реализация описанных выше операций. Аналогичные шаги (итерации) повторяются до достижения критерием П оптималького значения. Предлагаемая система идентификации параметров обеспечивает, по сравнению с известными системами идентификации, следующие преимущества: значительное повышение быстродействия системы идентификации, расширение функциональных возможностей системы идентификации, в частности, обеспечение возможности решения задачи параметрической идентификации сложных, нелинейных объектов в реальном, либо ускоренном масштабе времени их нормального функционирования, снижение сложности технических средств реализации элементов системы идентификации и повьш1ение, в результа те, ее надежности. Формула изобретения Система идентификации napaMetpoB объекта, содержащая блок реализации алгоритмов идентификации и последовательно соединенные блок управления, модель объекта, модель блока датчиков состояния объекта и блок сравнения, въгходы которого соейиненъ со вторыми входами модели объекта и первыми входаМи блока реализации алгоритмов идентифи.кации, выходы блока управления соединены со входами объекта, въисоды к,оторого соединены через блок датчиков состояния объекта со вторыми входами блока сравнения, входы Модели объекта через блок реализации алгоритмов идентификации соединены с третьими входя