РОБАСТНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к системам автоматического управления и может быть использована в системах регулирования нелинейными, априорно-неопределенными объектами с запаздыванием по состоянию, причем параметры объекта - неизвестные постоянные или меняющиеся во времени величины с неполным измерением пространства состояния объекта управления. Такими системами являются, например, системы автоматического управления летательными аппаратами, ядерными реакторами, гидромелиоративными сооружениями и т.д.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является робастная система управления /1, Патент RU №2379735, ΜΠΚ G05B 13/02, 2006/, содержащая объект регулирования, блок задания коэффициентов, первый и второй блок суммирования, последовательно соединенные первый умножитель и второй умножитель, последовательно соединенные блок нахождения модуля, блок нелинейного степенного преобразования и третий умножитель, а также блок динамической коррекции. Выходы объекта управления соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, сигналы с выходов блока задания коэффициентов поступают на соответствующие входы первого блока суммирования, выход первого блока суммирования подключен к первому и второму входам первого умножителя, к одному из входов второго умножителя, третьего умножителя и к первому входу второго блока суммирования. Также выход первого блока суммирования подается на вход блока нахождения модуля, последовательно соединенного с блоком нелинейного степенного преобразования и блоком третьего умножителя. Выход с блока первого умножителя подключен к входу второго умножителя, выход которого подключен ко второму входу второго блока суммирования. Выход с блока третьего умножителя подключен к третьему входу второго блока суммирования, выход которого подключен к входу блока динамической коррекции, а выход с блока динамической коррекции подключен к входу объекта управления. При этом, блок динамической коррекции состоит из последовательно соединенных k-1 одинаковых звеньев, каждое из которых содержит последовательно соединенные первый сумматор звена, интегратор, второй сумматор звена, причем вход первого сумматора звена связан со вторым входом второго сумматора звена, а выход второго сумматора звена связан со вторым входом первого сумматора звена и со следующим звеном динамического корректора, а выход последнего звена динамического корректора подается на вход объекта управления, где k - разность порядков знаменателя и числителя передаточной функции объекта управления.
Недостатком этой системы является низкая эффективность закона управления, а также структурная сложность системы в целом.
Задачей полезной модели является упрощение системы и повышение эффективности ее функционирования за счет изменения алгоритмической структуры управления.
Сущность полезной модели заключается в том, что в робастной системе управления, содержащей объект управления, блок задания коэффициентов, первый и второй блок суммирования, блок нахождения модуля, умножитель и блок динамического корректора, выходы объекта управления соединены с соответствующими входами блока задания коэффициентов, выходы блока задания коэффициентов соединены с соответствующими входами первого блока суммирования, выход первого блока суммирования подключен к первому входу второго блока суммирования и ко входу блока нахождения модуля, выход второго блока суммирования подключен к входу динамического корректора, а выход динамического корректора подключен к входу объекта управления, выход блока нахождения модуля подключен к соответствующим входам умножителя, и ко второму входу второго блока суммирования, выход умножителя подключен к третьему входу второго блока суммирования.
На фиг. 1 представлена блок-схема робастной системы управления; на фиг. 2 - блок-схема динамического корректора.
1
2
k-1
i
i
i
Система содержит объект управления 1, блок задания коэффициентов 2, первый блок суммирования 3, блок нахождения модуля 4, умножитель 5, второй блок суммирования 6 и блок динамического корректора 7. При этом динамический корректор состоит из последовательно соединенных k-1 одинаковых звеньев 7, 7,…,7, каждое из которых содержит первый сумматор звена 8, интегратор 9, второй сумматор звена 10 при i=1, 2,…,k-1.
1
m
Сигналы y,…,y - выходы объекта регулирования, U - скалярное управляющее воздействие, удовлетворяющее уравнению
,
1
2
3
T
где γ>0, γ>0, γ>0 - постоянные; g - числовой вектор; y-m - мерный вектор выходных координат объекта.
Система функционирует следующим образом:
1
m
i
1
2
k-1
T
T
T
Сигналы y,…,γ c выходов объекта управления 1 поступают на соответствующие входы блока 2 задания коэффициентов, который представляет собой блок умножителей. В блоке 2 задания коэффициентов происходит умножение сигнала с i-го выхода объекта управления на постоянный коэффициент g. Сигналы с выходов блока 2 задания коэффициентов поступают на соответствующие входы первого блока суммирования 3, где складываются. Сигнал gy с выхода первого блока суммирования 3 поступает на вход блока нахождения модуля 4 и на первый вход второго блока суммирования 6. Сигнал gy поступает с блока нахождения модуля 4 на оба входа умножителя 5 и на второй вход второго блока суммирования 6. В умножителе 5 происходит умножение сигнала  с выхода блока нахождения модуля 4 на этот же сигнал. Сигнал  с выхода умножителя 5 поступает на третий вход второго блока суммирования 6, где складывается с сигналом gy с выхода первого блока суммирования 3 и сигналом  с выхода блока нахождения модуля 4 с соответствующими коэффициентами. Сигнал  с выхода второго блока суммирования 6 поступает на вход динамического корректора 7, состоящего из одинаковых, последовательно соединенных k-1 динамических звеньев 7, 7,…,7 (k - разность порядков знаменателя и числителя передаточной функции объекта управления), каждое из которых имеет передаточную функцию
,
1
2
1
2
i
i
i
i
i
i
i
i
i
k-1
где Τ>0, Т>0 - постоянные времени, Τ>>Τ. В каждом звене 7 поступивший сигнал попадает в первый блок суммирования звена 8 и во второй блок суммирования звена 10. В блоке суммирования 8 происходит суммирование входящего в звено сигнала и выхода сумматора 10, сигнал с выхода сумматора 8 поступает на вход интегратора 9, из которого подается на вход сумматора 10, а выход из сумматора 10 попадает на вход следующего звена динамического корректора и т.д. Выход последнего звена 7 подается на вход объекта управления 1.
Таким образом, исключение блока нелинейного степенного преобразования и двух умножителей из системы управления позволяет изменить закон управления, обеспечивающий повышение эффективности функционирования при существенном упрощении системы.
Техническим результатом использования полезной модели является упрощение структуры системы, а также повышение эффективности закона управления.
Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.