×
10.02.2013
216.012.248c

КОМБИНИРОВАННАЯ АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С НАБЛЮДАТЕЛЕМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при автоматическом управлении нестационарными скалярными априорно неопределенными динамическими объектами циклического действия. Технический результат - обеспечение работоспособности и асимптотической устойчивости при управлении априорно неопределенными неустойчивыми динамическими объектами периодического действия. Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в систему, содержащую наблюдатель состояния, блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, второй блок суммирования, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, дополнительно введен интегратор и третий блок суммирования. 2 ил.
Основные результаты: Комбинированная адаптивная система управления для нестационарных динамических объектов с наблюдателем, содержащая наблюдатель состояния, блок задания коэффициентов, первый и второй блоки суммирования, первый и второй умножители, блок задержки, объект регулирования, выход которого соединен со вторым входом наблюдателя состояния, выходы которого подключены к соответствующим входам блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход первого блока суммирования связан с обоими входами первого умножителя, а также вторым входом второго умножителя, отличающаяся тем, что дополнительно введены интегратор и третий блок суммирования, при этом первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход связан с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования соединен со вторым входом третьего блока суммирования и входом блока задержки, первый вход третьего блока суммирования подключен к выходу интегратора, вход которого соединен с выходом первого умножителя, выход третьего блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования и к первому входу наблюдателя состояния.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при автоматическом управлении нестационарными скалярными априорно неопределенными динамическими объектами циклического действия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивная система управления для динамических объектов с периодическими коэффициентами и наблюдателем (Патент РФ №2429516, Официальный бюл. «Изобретения. Полезные модели». - 2011, №26, прототип), содержащая наблюдатель состояния, блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, второй блок суммирования, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, выход которого соединен со вторым входом наблюдателя состояния, входы блока задания коэффициентов соединены с соответствующими выходами наблюдателя состояния, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход первого блока суммирования соединен с первым и вторым входами первого умножителя и вторым входом второго умножителя, первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход - к выходу блока задержки, выход второго блока суммирования связан с первым входом второго умножителя и с входом блока задержки, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования и к первому входу наблюдателя состояния.

Однако недостатком данной системы является потеря работоспособности в случае управления априорно неопределенными неустойчивыми динамическими объектами.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является расширение функциональных возможностей системы, т.е. обеспечение работоспособности и асимптотической устойчивости при управлении априорно неопределенными неустойчивыми динамическими объектами периодического действия.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в систему, содержащую наблюдатель состояния, блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, первый умножитель, второй блок суммирования, блок задержки, последовательно соединенные второй умножитель и объект регулирования, согласно изобретению, дополнительно введен интегратор и третий блок суммирования, при этом выход объекта регулирования соединен со вторым входом наблюдателя состояния, выходы которого подключены к соответствующим входам блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход первого блока суммирования связан с обоими входами первого умножителя, а также вторым входом второго умножителя, первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход связан с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования соединен со вторым входом третьего блока суммирования и входом блока задержки, первый вход третьего блока суммирования подключен к выходу интегратора, вход которого соединен с выходом первого умножителя, выход третьего блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования и к первому входу наблюдателя состояния.

За счет введения интегратора и третьего блока суммирования обеспечивается асимптотическая устойчивость системы при управлении априорно неопределенными неустойчивыми объектами в периодических режимах.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема системы; фиг.2 иллюстрирует блок-схему наблюдателя состояния. Система содержит объект регулирования 1, наблюдатель состояния 2, блок задания коэффициентов 3, первый блок суммирования 4, первый умножитель 5, второй блок суммирования 6, блок задержки 7, интегратор 8, третий блок суммирования 9, второй умножитель 10, y, u - соответственно скалярный выход и управляющее воздействие объекта регулирования, - значения внутренних состояний объекта регулирования (производных скалярного выхода y).

Объект регулирования описывается уравнением

Уравнения динамики стационарного НС имеют вид

Здесь x(t) - n-мерный вектор состояний объекта регулирования;

- n-мерный вектор состояния наблюдателя, соответствующий оценкам недоступных переменных состояния x(t);

A(t+Т), b(t+Т) - соответственно нестационарные матрица состояния (неустойчивая) и вектор управления, с Т-периодически меняющимися коэффициентами;

- матрица состояния наблюдателя;

А0 - гурвицева матрица;

N - матрица наблюдения;

y(t) - скалярное значение выхода объекта регулирования;

* - символ транспонирования;

, L*=(1,0,…,0) - стационарные векторы;

u(t) - скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее соотношению:

где χпер(t) - настраиваемый коэффициент контура управления;

χроб(t) - робастная часть регулятора (3)

- некоторый n-мерный вектор блока задания коэффициентов 3, такой что полином - Гурвицев;

s - комплексная переменная.

Используя критерий гиперустойчивости В.М.Попова, можно показать, что асимптотическая устойчивость в рассматриваемой системе управления обеспечивается за счет реализации алгоритмов контура (3) в виде:

где γ0, γ1=const>0.

Система функционирует следующим образом.

Сигнал y с выхода объекта регулирования 1 поступает на второй вход наблюдателя состояния 2 (структурная схема представлена на фиг.2), на первый вход которого поступает сигнал управления u. Сигнал со второго входа наблюдателя состояния 2 идет на второй вход блока сравнения 13, на первый вход которого подается выходной сигнал интегратора 121. Внутри блока сравнения 13 вычисляется разность подаваемых на него сигналов. Сигнал u с первого входа наблюдателя состояния 2 подается на первый вход блока суммирования 11n (n - размерность вектора состояния объекта регулирования 1), на второй вход блока суммирования 11n поступает выходной сигнал блока сравнений 13 с соответствующим коэффициентом. На остальные n входов блока суммирования 11n идут сигналы с выходов интеграторов 12i (i=n, n-1, …, 1) с соответствующими коэффициентами. Выходные сигналы интеграторов 12i, соответствующие оценкам недоступных переменных состояния , поступают, во-первых, на соответствующие выходы наблюдателя состояния 2 и, во-вторых, на первые входы блоков суммирования 11j (j=n-1, …, 1). На вторые входы блоков суммирования 11j идут сигналы с выхода блока сравнения 13 с соответствующими коэффициентами. Сигналы с выходов наблюдателя состояния 2 поступают на соответствующие входы блока задания коэффициентов 3, внутри которого происходит умножение сигнала с i-го входа на постоянный коэффициент. Выходные сигналы блока задания коэффициентов 3 поступают на входы первого блока суммирования 4, где складываются. Сигнал с выхода первого блока суммирования 4 идет на оба входа первого умножителя 5 и на второй вход второго умножителя 10. На первый вход второго блока суммирования 6 с соответствующим коэффициентом поступает сигнал с выхода первого умножителя 5, на второй вход второго блока суммирования 6 идет сигнал с выхода блока задержки 7. Выходной сигнал второго блока суммирования 6 подается на второй вход третьего блока суммирования 9 и на вход блока задержки 7. На первый вход третьего блока суммирования 9 с соответствующим коэффициентом поступает сигнал с выхода интегратора 8, на вход которого подается сигнал с выхода первого умножителя 5. Выходной сигнал третьего блока суммирования 9 идет на первый вход второго умножителя 10. Сигнал с выхода второго умножителя 10, соответствующий сигналу скалярного управляющего воздействия u поступает на вход объекта регулирования 1, а также на первый вход наблюдателя состояния 2.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы, а именно - обеспечении ее работоспособности и асимптотической устойчивости при управлении периодическими режимами априорно неопределенных неустойчивых динамических объектов.

Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.

Комбинированная адаптивная система управления для нестационарных динамических объектов с наблюдателем, содержащая наблюдатель состояния, блок задания коэффициентов, первый и второй блоки суммирования, первый и второй умножители, блок задержки, объект регулирования, выход которого соединен со вторым входом наблюдателя состояния, выходы которого подключены к соответствующим входам блока задания коэффициентов, входы первого блока суммирования подключены к соответствующим выходам блока задания коэффициентов, выход первого блока суммирования связан с обоими входами первого умножителя, а также вторым входом второго умножителя, отличающаяся тем, что дополнительно введены интегратор и третий блок суммирования, при этом первый вход второго блока суммирования подключен к выходу первого умножителя, второй вход связан с выходом блока задержки, выход второго блока суммирования соединен со вторым входом третьего блока суммирования и входом блока задержки, первый вход третьего блока суммирования подключен к выходу интегратора, вход которого соединен с выходом первого умножителя, выход третьего блока суммирования подключен к первому входу второго умножителя, выход второго умножителя подключен к входу объекта регулирования и к первому входу наблюдателя состояния.
КОМБИНИРОВАННАЯ АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С НАБЛЮДАТЕЛЕМ
КОМБИНИРОВАННАЯ АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С НАБЛЮДАТЕЛЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-5 из 5.
20.02.2013
№216.012.2826

Комбинированная робастная система управления для нестационарных динамических объектов

Изобретение относится к системам управления динамическими объектами. Технический результат заключается в обеспечении диссипативной устойчивости рассматриваемой системы для неустойчивых объектов с непериодическими внешними и параметрическими возмущениями. Он достигается тем, что предложена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475798
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.07.2013
№216.012.5813

Адаптивная система управления для априорно неопределенных объектов с самонастройкой динамического корректора

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано при построении адаптивных систем управления априорно неопределенными линейными динамическими объектами с относительным порядком передаточной функции, большим единицы. Технический результат - расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488155
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.09.2014
№216.012.f37c

Комбинированная робастная система управления для априорно неопределенных динамических объектов периодического действия с наблюдателем

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах управления априорно неопределенными нестационарными динамическими объектами периодического действия с недоступными непосредственному измерению переменными состояния. Технический результат - обеспечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528155
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.02.2015
№216.013.24b3

Адаптивно-робастная система управления для априорно неопределенных нестационарных динамических объектов

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах автоматического управления априорно неопределенными нестационарными динамическими объектами периодического действия. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540848
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.25ac

Адаптивная система управления с наблюдателем переменных состояния для объекта с запаздываниями

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления для скалярных объектов, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины. Технический результат - обеспечение хорошего качества работы в случае наличия у объекта с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541097
Дата охранного документа: 10.02.2015
Показаны записи 1-10 из 190.
10.01.2013
№216.012.18ca

Способ защиты полимерных материалов от воздействия ультрафиолетового излучения

Изобретение относится к способам защиты полимерных материалов от интенсивного воздействия солнечной радиации, в том числе от ультрафиолетового излучения, и может быть использовано для защиты кровельных материалов и пленок этинолевых покрытий в открытой солнцу экспозиции. Для защиты материалов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471838
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1c3e

Способ получения быстросхватывающего цемента

Изобретение относится к области строительных материалов, преимущественно к способам получения цементов, характеризующихся быстрым схватыванием. Технический результат - обеспечение быстрого схватывание цемента независимо от воздействия окружающей среды. В способе получения быстросхватывающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472724
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1dbb

Способ поиска неисправностей блоков в непрерывной динамической системе

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - улучшение помехоустойчивости способа поиска параметрических дефектов в непрерывных системах автоматического управления путем улучшения различимости дефектов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473105
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1dbc

Способ поиска неисправных блоков в динамической системе

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - нахождение одного или сразу нескольких неисправных блоков (кратных дефектов) в динамической системе с произвольным их соединением, а также уменьшение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473106
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2100

Способ поиска неисправных блоков в дискретной динамической системе

Областью применения является область контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа для нахождения одного или сразу несколько неисправных блоков (кратных дефектов) в динамической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473949
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.2826

Комбинированная робастная система управления для нестационарных динамических объектов

Изобретение относится к системам управления динамическими объектами. Технический результат заключается в обеспечении диссипативной устойчивости рассматриваемой системы для неустойчивых объектов с непериодическими внешними и параметрическими возмущениями. Он достигается тем, что предложена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475798
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.06.2013
№216.012.4cfb

Фильтр скважинный самоочищающийся

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Устройство включает корпус, фильтрующий элемент, ультразвуковой излучатель, соединенный через кабель с источником электроэнергии, находящимся на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485289
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d49

Способ изготовления подшипника скольжения

Изобретение относится к технологии изготовления слоистых изделий намоткой и может быть использовано для изготовления подшипника скольжения. Способ включает нанесение полимерной композиции на внутреннюю цилиндрическую часть и фланец в виде покрытия путем заполнения зазора между фланцем и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485367
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e31

Стенд для исследования запирающей способности забоек взрывных скважин

Изобретение относится к лабораторному оборудованию и предназначено для моделирования процессов, происходящих во взрывной полости скважин при ведении взрывных работ. Стенд включает камеру высокого давления, закрытую сверху крышкой, и измерительный комплекс. В крышку вмонтирован шаровой кран,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485599
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5132

Способ изготовления подшипника скольжения

Изобретение относится к технологии изготовления слоистых изделий намоткой и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения. Способ изготовления подшипника скольжения заключается в намотке тканной ленты на вращающуюся оправку с пропиткой тканной ленты полимерным связующим с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486379
Дата охранного документа: 27.06.2013
+ добавить свой РИД