самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению
Классы МПК: | G05B13/02 электрические |
Автор(ы): | Еремин Е.Л., Ильина Л.В. |
Патентообладатель(и): | Амурский государственный университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-09-24 публикация патента:
20.08.2003 |
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины. Технический результат заключается в возможности стабилизации адаптивной системы при наличии объектов с запаздыванием по управлению. Система содержит объект регулирования, два блока задания коэффициентов, четыре сумматора, четыре умножителя, три интегратора, блок задержки. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Адаптивная система стабилизации при наличии объектов с запаздыванием по управлению, содержащая первый блок задания коэффициентов, первый сумматор, последовательно соединенные первый умножитель, первый интегратор, второй умножитель, выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами первого блока задания коэффициентов, входы первого сумматора подключены к соответствующим выходам первого блока задания коэффициентов, отличающаяся тем, что в систему введены второй сумматор, второй блок задания коэффициентов, второй интегратор, третий сумматор, третий умножитель, третий интегратор, четвертый сумматор, четвертый умножитель; первый вход второго сумматора подключен к выходу четвертого сумматора, второй вход - к выходу блока задержки, третий вход - к выходу второго блока задания коэффициентов, выход второго сумматора связан с входом второго интегратора, выход второго интегратора соединен с входом второго блока задания коэффициентов и с первым входом третьего сумматора, второй вход третьего сумматора подключен к выходу первого сумматора, выход третьего сумматора связан с вторым входом первого умножителя и с первым входом третьего умножителя, первый вход первого умножителя и второй вход второго умножителя связаны с выходом блока задержки, выход второго умножителя подключен к первому входу четвертого сумматора, второй вход третьего умножителя связан с выходом первого сумматора, выход третьего умножителя подключен к входу третьего интегратора, выход третьего интегратора соединен с первым входом четвертого умножителя, второй вход четвертого умножителя связан с выходом первого сумматора, выход четвертого умножителя подключен к второму входу четвертого сумматора, выход четвертого сумматора связан с входом объекта регулирования и с входом блока задержки.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах регулирования объектами, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система стабилизации [1], содержащая объект регулирования, блок задания коэффициентов, сумматор, первый умножитель, интегратор, второй умножитель. Сигналы с выходов объекта регулирования поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов, который представляет собой блок умножителей. В блоке задания коэффициентов происходит умножение сигнала с каждого выхода объекта регулирования на постоянный коэффициент. Сигналы с выходов блока задания коэффициентов поступают на соответствующие входы блока суммирования, где складываются. Сигнал с выхода блока суммирования приходит на первый вход второго умножителя и на оба входа первого умножителя. В первом умножителе происходит умножение сигнала с выхода блока суммирования на этот же сигнал. Сигнал с выхода первого умножителя поступает на вход интегратора. Сигнал с выхода интегратора поступает на второй вход второго умножителя. Во втором умножителе происходит умножение сигнала с выхода блока суммирования на сигнал с выхода интегратора. Сигнал с выхода второго умножителя поступает на вход объекта регулирования. Недостатком этой системы, в случае наличия в объекте запаздывания по управлению, является неустойчивость положения равновесия. Целью изобретения является обеспечение асимптотической устойчивости положения равновесия системы при наличии в объекте запаздывания по управлению. Поставленная задача достигается тем, что в систему, содержащую блок задания коэффициентов, блок суммирования, последовательно соединенные первый умножитель, интегратор, второй умножитель, выходы объекта регулирования соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, входы блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, введены блок задержки на величину![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210041/964.gif)
dxdt = Ax+bu(t-
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210041/964.gif)
где х
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210146/8712.gif)
u = -
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210302/967.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210005/945.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210041/964.gif)
где
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210005/945.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210005/945.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210005/945.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210088/955.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210005/945.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210088/955.gif)
y - m - мерный вектор выходных координат объекта. Используя критерий гиперустойчивости Попова, можно показать, что реализуемый алгоритм настройки
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210800/2210800-2t.gif)
где
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210006/946.gif)
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210025/947.gif)
dkdt = -a0z+u-u(t-
![самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению, патент № 2210800](/images/patents/260/2210041/964.gif)
где а0>0 - число,
обеспечивает асимптотическую устойчивость системы. Система функционирует следующим образом. Сигналы с выходов объекта регулирования 1 поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов 2. В блоке задания коэффициентов 2 происходит умножение сигнала с i-го выхода объекта регулирования 1 на постоянный коэффициент. Сигналы с выходов блока задания коэффициентов 2 поступают на соответствующие входы блока суммирования 3. Сигнал с выхода блока суммирования 3 приходит на второй вход третьего сумматора 10, на второй вход третьего умножителя 11 и на второй вход четвертого умножителя 13, сигнал с выхода третьего сумматора 10 подается на второй вход первого умножителя 4 и на первый вход третьего умножителя 11, сигнал с выхода первого умножителя 4 идет на вход первого интегратора 5, сигнал с выхода первого интегратора 5 идет на первый вход второго умножителя 6, сигнал с выхода второго умножителя 6 подается на первый вход четвертого сумматора 14, сигнал с выхода третьего умножителя 11 приходит на вход третьего интегратора 12, сигнал с выхода третьего интегратора 12 идет на первый вход четвертого умножителя 13, сигнал с выхода четвертого умножителя 13 подается на второй вход четвертого сумматора 14. Cигнал с выхода четвертого сумматора 14 идет на вход объекта регулирования 1, на первый вход второго сумматора 7 и на вход блока задержки 15, сигнал с выхода блока задержки 15 идет на второй вход второго сумматора 7, на первый вход первого умножителя 4 и на второй вход второго умножителя 6, сигнал с выхода второго сумматора 7 подается на вход второго интегратора 8, сигнал с выхода второго интегратора 8 подается на первый вход третьего сумматора 10 и на вход второго блока задания коэффициентов 9, сигнал с выхода второго блока задания коэффициентов 9 приходит на третий вход второго сумматора 7. Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементарной базы. Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1019400, кл. G 05 В 13/02, 1983 (прототип).