10 Применение идентификации в системах адаптивного управления

10.1 Основные схемы контуров адаптации и функции систем идентификации

Адаптивное управление осуществляется путем изменения параметров настройки и структуры регуляторов введением дополнительных обратных связей.

При изменении параметров настройки регуляторов адаптивные системы называются самонастраивающимися, а при изменении структуры регуляторов – самоорганизующимися.

Введение дополнительных обратных связей, воздействующих на регулятор, осуществляется в контуре адаптации, который состоит из системы идентификации параметров состояния объекта и блока расчета параметров регулятора(рис. 10.1).

Рисунок 10.1 – Классическая схема адаптивной системы управления

Наряду с классической схемой адаптивной системы управления широко применяются адаптивные системы с эталонной моделью.

В схемах с эталонной моделью, кроме анализа входных х(t) и выходных y(t) сигналов объекта в систему идентификации поступает также сигнал ошибки , то есть сигнал о рассогласовании процесса управления с эталонным процессом, определяемым моделью (рис. 10.2).

Таким образом, в схеме с эталонной моделью коэффициенты регулятора k(t)изменяются с учетом требований обеспечения наилучшего поведения объекта, причем система идентификации выполняет функцию определения направления (уменьшения или увеличения) изменения коэффициента.

В зависимости от конкретных задач эталонные модели могут включаться по отношению к основному контуру не только параллельно, но и последовательно или последовательно - параллельно.

Рисунок 10.2 – Структурная схема адаптивной системы управления с эталонной моделью

10.2 Определение параметров эталонной модели и передаточной функции устройства адаптации.

Рассмотрим, например, объект с корректирующим устройством в цепи обратной связи и передаточной функцией

(10.1)

где – параметр объекта, изменяющийся во времени.

Корректирующее устройство представим пропорциональным звеном с передаточным функцией:

. (10.2)

Структурная схема основного контура системы представлена на рис. 10.3.

Рисунок 10.3 – Структурная схема основного контура системы управления

Задача заключается в том, что необходимо определить передаточную функцию эталонной модели, а, следовательно, эталонного сигнала выхода и затем разработать алгоритм изменения , чтобы выходной сигнал объекта отклонялся от эталонного на минимальную величину.

С этой целью представим изменяющиеся параметры и объекта и настройки в виде постоянных и переменных слагаемых:

. (10.3)

В качестве эталонной модели принимаем описание замкнутой системы объекта и корректирующего устройства с постоянными параметрами:

, (10.4)

где .

Передаточная функция основного контура:

. (10.5)

Дифференциальное уравнение объекта:

(10.6)

Дифференциальное уравнение для модели:

(10.7)

Вычитая из (10.6) уравнение (10.7) и принимая во внимание, что , а, следовательно, , получим:

(10.8)

Полученное уравнение является описанием координатного движения рассогласования объекта и модели, то есть моделью идентификации ошибки.