Пристрій для автоматизованого визначення параметрів передаточних функцій нелінійних динамічних об’єктів

Корисна модель відноситься до аналого-цифрової техніки вимірювання передаточних функцій. Відомий пристрій для статистичної ідентифікації динамічного об'єкту, у складі якого є фільтр Лагерра з п ланцюгами, помножуючі пристрої та блоки усереднення [1]. Відомий пристрій дозволяє провести статистичну ідентифікацію динамічного об'єкту та визначити коефіцієнти розкладання імпульсної перехідної функції об'єкту, що ідентифікується. Однак основними недоліками є низька швидкодія та точність визначення коефіцієнтів розкладання, яка обумовлена необхідністю подачі до входу об'єкту, що ідентифікується, «білого» шум у, який має широку смугу частот. Оскільки будь-який реальний об'єкт є нелінійним, то дія широкосмужного сигналу на його вході призводить до режиму ідентифікації, який відрізняється від режиму його нормальної експлуатації. Цей недолік частково усунено у відомому пристрої для моделювання динамічного об'єкту до складу якого включено блоки підсумовування [2]. Пристрій дає можливість побудови модель об'єкту, яку приймають за еталони в задачах контролю та діагностики. Однак недоліками залишаються відносно довгий час визначення коефіцієнтів моделі та велика похибка у їх визначенні. Найбільш близьким до пропонуємого є відомий пристрій [3] для визначення параметрів передаточних функцій лінійних динамічних об'єктів. До складу пристрою включено додатково блок керування, підсумовуючий лічильник. Пристрій дозволяє визначити затримку, постійної часу та коефіцієнти передачі лінійних динамічних об'єктів тільки першого порядку. Однак основним недоліком є неможливість одночасного врахування нелінійних та динамічних характеристик об'єкту, що викликає значну похибку у визначенні коефіцієнтів перехідної функції та невелику швидкодію. В основу корисної моделі покладено задачу підвищення точності та швидкодії визначення параметрів передаточних функцій шляхом автоматизації процесу визначення параметрів передаточних функцій. Поставлена задача вирішується тим, що до складу пристрою додаються додатковий ланцюг фільтра Лагерра, додатковий блок усереднення та блок регулювання параметрів. На фіг. 1 наведено блок-схему пристрою для автоматизованого визначення параметрів передаточних функцій нелінійних динамічних об'єктів. До складу пристрою включено фільтр Лагерра 1 із N ланцюгами та N блоків 2 множення, які під'єднано до суматора 3. Блоки віднімання 4, квадратора 5, усереднення 6, керування 7, множення 9, додаткового усереднення 10 та регулювання параметрів 11, які є типовими стандартними блоками обчислювальної техніки. Пристрій працює наступним чином. Вихідний сигнал k - го фільтру Лагерра (1) t zk (t ) = ò j k (t )x (t - t )d t , 0 помножується (2) на деякий сигнал b k . Сигнал на виході суматора 3 має вигляд ¥ Y(t ) = ò h1 (t)x (t - t )dt + ò ò h2 (t1, t 2 )x1 (t - t1 )x 2 (t - t2 )dt1dt 2 + ... + 0 0 + ò ... ò hn (t1,..., t n )x1(t - t1 )..x n (t - tn )dt1.. dt n Цей сигнал подається до одного з входів блоку віднімання 4, до другого входу якого поступає сигнал y(t). З виходу блоку віднімання 4 через квадратор 5 сигнал подається до входу блоку усереднення 6, на виході якого виникає сигнал наступного вигляду. [ ] D = K {y(t ) -yk (t )}2 Цей сигнал подається до входу блоку керування 7, із N виходів якого сигнали b k (k = 0,l,...,N-l) подаються до інших входів N блоків множення 2. При цьому велич сигналів b k змінюється до того моменту, доки не буде виконано умови, що є алгоритмом уточнення коефіцієнту В ортогонального розкладення до оптимального значення. Інакше кажучи, d D =0. dbk Одночасно з цим сигнал з виходу N - го ланцюга фільтра Лагерра поступає до входу додаткового ланцюга 8, з виходу якого він потрапляє до першого входу додаткового блоку множення 9. До другого входу блоку множення 9 подається сигнал D із виходу блоку віднімання 4. Після перемноження з виходу блоку 9 через додатковий блок усереднення 10 сигнал подається до входу блока регулювання параметру 11. Із ви ходу цього блоку сигнал a поступає до керуючих входів фільтра Лагерра. При цьому він змінюється доти, доки не буде виконуватися умова D=0, за якої значення параметра a становить оптимальність. D значення похибки Д стає мінімальним та значення коефіцієнтів b k ортогонального розкладення буде ближчим до оптимального значення. Порівнювальний аналіз з найближчим аналогом показує, що заявляемий пристрій для автоматизованного визначення параметрів передаточних функцій нелінійних динамічних об'єктів відрізняється тим, що дає змогу підвищити швидкодію та точність визначення параметрів. За рахунок використання запропонованого пристрою підвищується точність визначення параметрів передаточних функцій нелінійних динамічних об'єктів на 10 - 12%. Джерела інформації 1. AC СССР SU 1167588A, Устройство для ста тистической идентификации динамического объекта, Б.И. №26 от 15.07.85г. 2. АС СССР SU 1215093A, Устройство для определения передаточных функций линейных динамических объектов, Б.И. №8 от 28.02.86г. 3. АС СССР SU 1488755A1, Устройство для моделирования динамического объекта, Б.И. №23 от 23.06.89г.