Самонастраивающаяся система с эталонной моделью — SU 269248 (original) (raw)
Союз Ссветскик Сонналнотическик Реснублик(л. 21 с 465 130126718-24) влено 25,1,1969 с присоединением заявки тПриоритетОпубликовано 17.17.1970. Бюллетень15Дата опубликования описания 14 Х 111.1970 МПК б 05 Ь 17/О Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. И. Прокопов, В. С 1".. ь.лгй Заявител САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮИзобретение относится к технической кибернетике и может быть применено в системах автоматического управления летательными аппаратами, радиолокационными станциямп, технологическими процессами и в следящих системах, если эти системы работают в таких условиях, когда параметры регулируемого объекта или лроцесса являются быстроизменяющимися функциями времени с известным законом изменения и со случайными коэффициентами.Известны самонастраивающиеся системы с эталонной моделью, содержащие основной контур и контур самонастройки в виде мостовой схемы, в плечи которой включены соответственно эталонная модель и последовательно соединенные регулятор с настраиваемым коэффициентом и объект регулирования, а в диагональ - подключенный к регулятору корректирующий фильтр и последовательно связавные элемент сравнения и квадратичный детектор.Предложенное устройство позволяет повысить точечность настройки коэффициента усиления в регуляторе основного контура за счет того, что в нем в цепи контура самонастройки на выходе корректирующего фильтра установлено множительное устройство, выход которого связан с регулятором .в прямой цепи.На чертеже представлена блок-схема системы с эталонной моделью и настраиваемым коэффициентом в контуре самонастройки, где обозначены: г" (1) - сигнал управления, случайная функция времени; С а(1) - переменный коэффициент усиления К объекта управления; а - известный закон изменения коэффициента во времени; С - случайная величина, значение которой произвольно и неизвестно; 6 (1) - переменный коэффициент усиле ния в цепи контура самонастройки, в данном1случае Ь = ; 1 - элемент сравнения осановной системы, осуществляющий операции сложения и вычитания входных сигналов и 15 выполненный, например, на усилителе постоянного тока; 2 корректирующий фильтр основной системы, имеющий передаточную функцию У,.(з); з - комплексный аргумент; включен для обеспечения требуемых динами ческих свойств основной системы; 3 врегулятор, имеющий настраиваемый со стороны контура самонастройки коэффициент усиления Кр, выполнен, например, на электронном умножителе; 4 - объект регулирования, име ющий передаточную функцию КсФ,(з), причем КО=Са. Объект регулирования может быть например, электромеханическим устройством. Элементы 1 - 4, соединенные между собой, например электрически, образуют основ- ЗО ной контур; 5 - эталонная модель, имеющаяпередаточную функцию Кф%ф (э), причем фф(э) =Во(э); Кф - эталонное или требуемое значение коэффициента усиления основного контура; 6 - элемент сравнения контура самонастройки, осуществляющий операцию сложения подаваемых на его,вход сигналов с указанными знаками; 7 - квадратичный детектор, осуществляющий операцию умнокения действующих на его вход сигналов; выполняется, например, на электронном умно- жителе; 8 - корректирующий фильпр в контуре адаптации, имеющий передаточную функцию 1(в); осуществляет операцию интегрирования и фильтрацию высокочастотных составляющих входного сигнала; 9 - множительное устройство, которое настраивает, коэффициент усиления в контуре самонастройки путем умножения входного сигнала на величину1Ь =, выполнен, например, на электронаном умножителе. Элементы 2, 5, 6, 8 выполнены, например, на усилителях постоянного тока и КС-цепях. Элементы 3 - 9, соединенные электрически, образуют контур самонастройки.Первое плечо моста, коэффициент усиления которого равен Кр Ко, образуется последовательно соединенными регулятором 3 и объектом регулирования 4. Второе плечо, коэффициент усиления которого Кф, включает в себя эталонную модель 5. Элемент сравнения 6 вырабатывает сигнал разности реакций Хф и Х обоих плеч моста, на которые воздействует один тот же сигнал управления Р(1).Полученный сигнал разности умножается квадратичным детектором 7 на выходной сигнал Хф эталонной модели 5.Задачей контура самонастройки является поддержание постоянным коэффициента усиления в разомкнутом контуре основной системы и равенство его коэффициенту усиления эталонной модели 5, т. е. необходимо, чтооы Кр К=Кф, Изменяющийся коэффициент усиления объекта Кр, как это возникает в практических задачах, может быть представлен в виде произведения известной функции времени на неизвестный случайный коэффициент С, т, е. К=Са.Для того чтобы общий коэффициент усиления регулятора 3 и объекта 4 сохранялся равным Кф, коэффициент усиления в регуляторе 3 должен при этом изменяться по закону: е К 1К = -- , для чего, необходимо опредеС аКлить, - .С На выходе квадратичного детектора 7 образуется сигнал, пропорциональный выражениюКо ЛКр (1), где ЛКр- ошибка настройки коэффициента Кр регулятора 3; она равнаКз РЛК р(1) -- . Здесь первое слаСа С, агаемое равно требуемому значению К коэффициента усиления регулятора, второе - 10 действительному текущему значению его. Поэтому при учете К,=Са, сигнал на выходеквадратичного детектора 7 запишется иначе:Ко ЛК, =Кф 1 -- .С 1 15С,Контур самонастройки обладает астатизмом1-го порядка благодаря интегрирующим свойствам корректирующего фильтра 8 и охваченотрицательной обратной связью. Поэтому сиг нал на выходе квадратичного детектора 7,Спропорциональный Кф 1 -- )будет стремитьС 1)Кся к нулю, откуда следует, что величинаС (Е) 25 Кфстремится к значению, Если величина а(1)Сзаведомо известна, то ее необходимо ввести вконтур настройки, умножив выходную величину корректирующего фильтра 8 на функцию 30 1Ь(1) = с помощью множительного устройаства 9. Этим достигается более высокая точность настройки коэффициента регулятора 3по сравнению со случаем, когда множительноеустройство 9 отсутствует. Предмет изобретения40 Самонастраивающаяся система с эталонноймоделью, содержащая основной контур и контур самонастройки в виде мостовой схемы, в плечи которой включены соответственно эталонная модель и последовательно соединен ные регулятор с настраиваемым коэффициентом и объект регулирования, а в диагональ - подключенный к регулятору корректирующий фильтр и последовательно связанные элемент сравнения и квадратичный детектор, отличаю и 4 аяся тем, что, с целью повышения точностинастройки коэффициента усиления в регуляторе основного контура, в ней в цепи контура самонастройки на выходе корректирующего фильтра установлено множительное устройст во, выход которого связан с регулятором впрямой цепи.269248 Редактор Б, С. Нанкина Заказ 2077/3 Тираж 480 Подписное ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений.и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 415