способ активной идентификации линейных объектов управления

Классы МПК:G05B23/00 Испытания и контроль систем управления или их элементов
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН РФ (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-01-10
публикация патента:

Изобретение относится к идентификации объектов управления при неизвестных ограниченных внешних возмущениях, может быть использовано для определения математической модели объекта на основе дискретной информации о сигнале на его выходе и реализовано с применением ЭВМ в автоматическом режиме, в реальном масштабе времени. Технический результат заключается в повышении точности идентификации. Способ заключается в том, что испытательные гармоники подаются на вход объекта последовательно во времени, при этом каждой гармонике, действующей в течение рабочего интервала, предшествует интервал (интервал - пауза), на котором испытательный сигнал отсутствует. Интервалы - паузы и рабочие интервалы позволяют оценить влияние реализовавшегося внешнего возмущения на ошибку идентификации и уменьшить это влияние путем увеличения времени идентификации.

Формула изобретения

Способ активной идентификации линейных объектов управления путем определения значений выходного сигнала объекта, на вход которого подают испытательный сигнал, приложения выходного сигнала к фильтру Фурье с последующим вычислением оценок коэффициентов объекта, отличающийся тем, что испытательные гармоники подают на вход объекта последовательно во времени так, что для каждой гармоники, действующей в течение рабочего интервала, которому предшествует интервал - пауза, где испытательный сигнал отсутствует, и для каждой пары интервалов находят числа

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

где способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 - значения выходов фильтра Фурье на интервале-паузе, способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 i и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 i, - значения этих выходов на рабочем интервале для i-й гармоники, при этом если выполняется условие

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

где способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 - заданные достаточно малые числа, то переходят к следующей гармонике, в противном случае увеличивают длительности рабочего интервала и интервала-паузы до тех пор, пока не выполнится условие (2) и затем находят оценки коэффициентов объекта управления путем решения системы линейных алгебраических уравнений

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

где di, b i, способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 - искомые коэффициенты объекта; способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 iспособ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 частоты испытательного сигнала; h - интервал дискретности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к идентификации объектов управления при неизвестных ограниченных внешних возмущениях. Способ может быть применен для определения математической модели объекта на основе дискретной информации о сигнале на его выходе и реализован с применением ЭВМ в автоматическом режиме, в реальном масштабе времени.

Известны способы идентификации линейных объектов управления (см. патент РФ RU (11) 2079870, кл. G05В 23/02, 1997 и патент РФ RU (11) 2146063, кл. G05В 17/02, 2000).

Они не достигают цели, когда внешние возмущения, действующие на объект, неизвестны.

Наиболее близким к предлагаемому является способ активной идентификации линейных объектов управления (см. А.Г.Александров «Конечно-частотная идентификация дискретных объектов» // 6-й Санкт-Петербургский симпозиум по теории адаптивных систем. Сборник трудов, том 2, стр.5-8, 1999), который заключается в следующем.

1. К асимптотически устойчивому объекту, описываемому уравнением

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

прикладывается испытательный сигнал

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

Здесь y(k) - измеряемый в момент hk (k=1, 2...); h - интервал дискретности измерений выхода объекта; f(k) - неизмеряемое неизвестное ограниченное внешнее возмущение: |f(k)|способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 f*, (k=1, 2...), f* - число, di, bi, (способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 ) - неизвестные числа, n - известно.

Амплитуды p i и частоты способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 i (способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 ) испытательного сигнала (2) - задаются.

2. Выход объекта прикладывается ко входам фильтра Фурье

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

3. Выходы фильтра Фурье служат коэффициентами следующей системы линейных алгебраических уравнений

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

решение которых дает оценки способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 (способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 ) искомых коэффициентов объекта.

Длительность идентификации способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 h определяется из неравенств

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

в которых способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 , способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 m - наименьшая из испытательных частот, способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 (способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 ) - заданные числа.

Недостатком этого способа является то, что при выполнении неравенств (5) длительность идентификации может оказаться недостаточной и оценка коэффициентов объекта будут существенно отличаться от их истинных значений.

Целью изобретения является повышение точности определения времени идентификации, что приведет к уменьшению ошибок идентификации (разности абсолютных значений оценок коэффициентов объекта и их истинных величин).

Поставленная цель достигается тем, что испытательные гармоники подаются на вход объекта не одновременно (параллельно), как в (2), а последовательно во времени. При этом каждой гармонике, действующей в течение рабочего интервала, предшествует интервал (интервал - пауза), на котором испытательный сигнал отсутствует. Интервалы - паузы и рабочие интервалы позволяют оценить влияние реализовавшегося внешнего возмущения на ошибку идентификации и уменьшить это влияние путем увеличения времени идентификации.

Способ заключается в следующем.

А). Процесс определения длительности идентификации состоит из интервалов [t [0], t[1]], [t[1] , t[2]],..., [t[n-1] , t[n]]. На i-м (способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 ) интервале испытательный сигнал

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

где

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

Далее для простоты будем рассматривать лишь первый интервал (и поэтому верхние индексы в обозначениях (6) будем опускать). Он состоит из равных по длительности пар подинтервалов.

На подинтервалах - паузах [t0, t 1], [t2, t3 ],... испытательный сигнал отсутствует (u=0), а на рабочих подинтервалах - [t1, t2], [t 3, t4],... - испытательный сигнал u(t)=p1sinспособ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 1hk.

В). Выходы фильтра Фурье (3) дают на подинтервалах [t0, t 1] и [t1, t2 ] числа

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

где способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 - значения выходов фильтра Фурье (3) при i=1, способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 =0, способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 =способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 , способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 1 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 1 - значения этих выходов при способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 =способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 =способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 .

Если выполняется условие

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

где способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 и способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 - заданные достаточно малые числа, то переходим ко второму интервалу, когда в (6) i=2.

В противном случае переходим ко второй паре подинтервалов ([t2, t 3] и [t3, t4 ]), когда в (6) i=1, а q=2, и проверяем выполнение условий (8). Если они выполняются, то переходим ко второму интервалу (когда в (6) i=2), в противном случае переходим к третьей паре подинтервалов, когда в (6) i=1, а q=3 и т.д. до тех пор, пока не найдется число способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592 , при котором выполняются неравенства (8). Повторяем изложенное для случая, когда в (6) i=2 и т.д., и таким образом получим числа

способ активной идентификации линейных объектов управления, патент № 2306592

С). Подставляя эти числа в уравнения (4), найдем оценки искомых коэффициентов объекта (1).

Класс G05B23/00 Испытания и контроль систем управления или их элементов

способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала -  патент 2528135 (10.09.2014)
способ и система управления для планирования нагрузки электростанции -  патент 2523191 (20.07.2014)
нормализация данных, используемых для контроля авиационного двигателя -  патент 2522308 (10.07.2014)
идентификация отказов в авиационном двигателе -  патент 2522037 (10.07.2014)
способ определения зачетных натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля -  патент 2520711 (27.06.2014)
способ поиска неисправных блоков в непрерывной динамической системе -  патент 2519435 (10.06.2014)
экспертная система контроля работы бортового оборудования летательных аппаратов -  патент 2517422 (27.05.2014)
способ определения массового расхода всасывания газовой турбины -  патент 2517416 (27.05.2014)
способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе -  патент 2513504 (20.04.2014)
способ и устройство для мониторинга состояния клапана -  патент 2509944 (20.03.2014)
Наверх