Самонастраивающаяся система с эталонной моделью
269248
ОПИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Ссветскик
Содналнотическик
Реснублик
Зависимое от авт. свидетельства №
1(л, 21с, 46! 50
Заявлено 25.1.1969 (№ 1301267!18-24) с присоединением заявки ¹
МП1 G 05b 17/02
УДК; 621.396.662.6(088.8) Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 17.1V.1970. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 14Х(П.1970,"1вторы изобретения
Б. И. Прокопов, В. С. Синяков и А. И. Петров
Заявитель
САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА
С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ
Изобретение относится к технич"=кой кибернетике и может быть применено в системах автоматического управления летательными аппаратами, радиолокационными станциями, 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 соответспвенно эталонная модель и последовательно соединенные регулятор с настраиваемым коэффициентом и объект регулирования, а в
- диагональ — подключенный к регулятору корректирующий фильтр и последовательно связа|вные элемент сравнения и квадратичный детектор.
Предложенное устройство позволяет повысить точность настройки коэффициента усиления в регуляторе основного контура за счет того, что в HeM H HOHH KOHT I>H cBMOHBcTIPQHKH 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: F(t) — сигнал управления, случайная функция времени; С.а(t) — переменный коэффициент усиления К объекта управления; a(t) — известный закон изменения коэффициента во времени; С вЂ” случайная величина, значение которой произвольно и неизвестно; 1> (1} — переменный коэффициент усиления в цепи контура самонастройки, .в данном
1 случае Ь®=; 1 — элемент сравнения осa(t) новной системы, осуществляющий операции сложения и вычитания .входных сигналов и выполненный, например, на усилителе постоянного тока; 2 корректирующий фильтр основной системы, имеющий передаточную функцию W,. (s); s — комплексный аргумент; включен для обеспечения требуемых динамических свойств основной системы; 8 †регулятор, имеющий настраиваемый со стороны контура самонастройки коэффициент усиления
Кр, выполнен, например, на электронном умножителе; 4 — объект регулирования, име ющий передаточную функцию f(pWp(s), причем Kp=Ca(t). Объект регулирования может быть например, электромеханическим устройством. Элементы 1 — 4, соединенные между собой, например электрически, образуют основ30 ной контур; 5 — эталонная модель, имеющая
289248 передаточную функцию К W: (s), причем
W " (s) = W0 (s); К" — 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 умнож.ния действующих на его вход сигналов; выполняется, например, на электронном умножителе; 8 — корректирующий фильпр в контуре адаптации, имеющий передаточную функцию Y(s); осуществляет операцию интегрирования и фильтрацию высокочастотных составляющих входного сигнала; 9 — множительное устройство, которое настраивает, коэффициент усиления в контуре самонастройки путем умножения входного сигнала на величину
b(t)= выполнен, например, на электрона(/) ном 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 соединен ными регулятором 8 и объектом регулирования 4. Второе плечо, коэффициент усиления которого К*, |включает в себя эталонную модель 5. Элемент сра внения 6 вырабатывает сигнал разности реакций Х "" и Х обоих плеч моста, на которые воздействует один тот же сигнал управления F(t).
Полученный сигнал разности умножается квадратичным детектором 7 на выходной сигнал Х" 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 вЂ” — К . Изменяющийся коэффициент усиления объекта К, 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 К*, коэффициент усиления в регуляторе
3 должен при этом изменяться по закону: ,K 1
К = — —, для чего, необходимо опредеС a(t)
Кф лить,— . С
На выходе квадратичного детектора 7 образуется сигнал, пропорциональный выражению
Ко(/) ЛК (t), где ЛКр (t) — ошибка настройки коэффициента Кр регулятора 8; она равна
К:: К
ЛК р(t) — — . Здесь первое слаСа(t) С,(t) a(t) гаемое равно требуемому значению К* кор эффициента усиления регулятора, второе— действительному текущему значению его. Поэтому при учете К,=Ca(t), сигнал на выходе квадратичного детектора 7 запишется иначе:
К,(t) ЛК,(t) =К 1 — — .
С1
С,)
Контур самонастройки обладает астатизмом
1-го порядка благодаря интегрирующим свойствам корректирующего фильтра 8 и охвачен отрицательной обратной связью. Поэтому сиг20 нал на выходе квадратичного детектора 7, С пропорциональный К" 1 — — )будет стремитьС1)
К ся к нулю, откуда следует, что величина
С,(t)
25 К": стремится к значению . Если величина a(t)
С заведомо известна, то ее необходимо ввести в контур настройки, умножи в выходную величину корректирующего фильтра 8 на функцию
30 1
b(t) = с помощью множительного устройа(t) ства 9. Этим достигается более высокая точность настройки коэффициента регулятора 8 по сравнению со случаем, когда множительное устройство 9 отсутствует.
Предмет изобретения
4О Самонастраивающаяся система с эталонной моделью, содержащая основной контур и контур самонастройки в виде мостовой схемы, в плечи .которой включены соответственно эталонная модель и последовательно соединен45 ные регулятор с настраиваемым коэффициентом и объект регулирования, а в диагональ— подключенный к регулятору корректирующий фильтр и последовательно связанные элемент сравнения и квадратичный детектор, отличаюи4аяся тем, что, с целью повышения точности настройки коэффициента усиления в регуляторе основного контура, в ней в цепи контура самонастройки на выходе корректирующего фильтра установлено множительное устройство, выход которого связан с регулятором в прямой цепи.
269248
Редактор Б. С. Нанкина
Заказ 207773 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений.и открытий при Совете Министров СССР
Москва, K-35, Раушская наб., д. 4;5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель И. Н. Шувалова
Техрсд 3. Н. Тараненко
Корректоры: Л. Корогод и В. Петрова
