Главная
страница 1
Система ГАММА: программное обеспечение конечно-частотной идентификации

А.Г. Александров, Л.С. Михайлова
Россия, Москва, ИПУ РАН, alex7@ipu.rssi.ru

Россия, Электросталь, ЭПИ МИСиС, lsmixx@rambler.ru
1.Введение

К настоящему времени разработан ряд методов идентификации объектов управления, описываемых линейными дифференциальными уравнениями. Эти методы условно можно разделить на две группы в зависимости от предположений о помехах измерения и внешних возмущениях, приложенных к объекту.

Первую группу составляют методы идентификации объектов, помехи и возмущения в которых – случайные процессы с известными статистическими характеристиками. Это различные варианты метода наименьших квадратов и метода стохастической аппроксимации [1]. Вторая группа – это методы идентификации при неизвестных ограниченных помехах и возмущениях (с неизвестными статистическими характеристиками): рандомизированные алгоритмы [2] и конечно-частотная идентификация [3].

Процесс идентификации может быть пассивным либо активным. В случае пассивной идентификации измеряемым входом объекта является управление, которое зависит от целей объекта и не связано с задачей идентификации. Может случится, что при таком входе идентификация объекта невозможна. В связи с этим используется активная идентификация, при которой измеряемый вход объекта содержит наряду с управлением дополнительное воздействие (испытательный сигнал), предназначенное для идентификации объекта.

Метод конечно-частотной идентификации предназначен для активной идентификации. Испытательный сигнал представляет собой сумму гармоник с автоматически настраиваемыми (самонастраиваемыми) амплитудами и частотами. Число этих гармоник не превышает размерность вектора состояний объекта управления. Самонастройка амплитуд осуществляется для выполнения требований к допустимым границам входа и выхода объекта, которые выполняются, когда испытательный сигнал отсутствует.

Метод конечно-частотной идентификации был ранее реализован в пакете АДАПЛАБ-М в рамках системы MATLAB [4]. В данной работе рассматривается программная реализация этого метода в системе ГАММА [5].


2. Структура и особенности системы ГАММА

С
истема ГАММА представляет собой многоуровневую систему (рис.1). Первый уровень (среда инженера) представляет собой совокупность программных средств для автоматического решения задач синтеза САУ инженерами-разработчиками. Второй уровень (среда исследователя) содержит средства для разработки программного обеспечения первого уровня. Третий уровень – средства интеграции системы ГАММА с интеллектуальной системой ИНСТРУМЕНТ [6], обеспечивающие дополнительные возможности по разработке исследователями процедур синтеза САУ.

Рис.1 Структура системы ГАММА
Программное обеспечение первого представляет собой набор директив. Директива – это программа, решающая задачу определенного класса (синтез, идентификация, адаптивное управление). Директива состоит из интерфесной части, обеспечивающей ввод исходных данных и вывод результатов, и расчетной. Для решения задачи пользователь (инженер) выбирает из списка директиву и затем по запросу системы вводит на естественном языке исходные данные: дифференциальные уравнения объекта, границы возмущений, допуска на технические показатели и т.д. После ввода исходных данных задача решается автоматически. Результатом работы ГАММА-2РС являются дифференциальные либо разностные уравнения регулятора (для задач синтеза и адаптации), идентифицированная модель объекта (для задач идентификации).

Для разработки директив используется язык ГАММА, интерпретатор которого является часть самой системы. До настоящего времени этот язык обладал ограниченными возможностями и использовался только создания структуры директивы. Основная часть вычислений осуществлялась модулями, написанными на С и FORTRANE, а директива представляла собой последовательный вызов модулей.



3. Программное обеспечение частотной идентификации в системе ГАММА

Возможности языка ГАММА были существенно расширены за счет реализации основных управляющих структур и добавления функций, реализующих операции с матрицами и полиномами. В результате вычислительные модули для директив частотной идентификации были написаны на языке ГАММА.

Программное обеспечение частотной идентификации реализовано в виде группы директив, основной из которых является директива Df123sfloadsu – конечно-частотная идентификация с самонастройкой амплитуд и частот испытательного сигнала. Структура директивы:

= .

Здесь использованы следующие модули системы ГАММА:

cauchy – преобразование модели объекта;

tunAmpsur – настройка амплитуд испытательного сигнала;

tunflosu – определение нижней границы собственных частот объекта;

tunFoursur – фильтр Фурье с самонастройкой времени идентификации;

testom – определение испытательных частот;

freqd – решение уравнений частотной идентификации.


Литература

  1. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя, Москва: Наука, 1991.

  2. Граничин О.Н, Поляк Б.Т. Рандомизированные алгоритмы оценивания и оптимизации при почти произвольных помехах, Москва: Наука, 2003.

  3. Alexandrov, A.G. Finite-frequency identification: selftuning of test signal. Preprints of the 16th IFAC World Congress ,CD-ROM, 2005.

  4. Alexandrov, A.G., Orlov, U.F., Mikhaylova, L.S. ADAPLAB-M: identification and adaptation toolbox for MATLAB. 13th Symposium on System Identification. IFAC SYSID'03, 2003, P. 995-1000.

  5. А.Г. Александров, Р.В. Исаков, Л.С. Михайлова Структура про-грамммного обеспечения для автоматизации разработки алгоритмов автоматического управления // 2005. АиТ, № 4 C. 176-184

  6. Степанов М.Ф. Автоматическое решение задач теории автоматического управления // Вторая Международная конференция по проблемам управления. Избранные труды. В 2-х т. Т. 2.- М.: Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН, 2003.- С.257-264


Смотрите также:
Система гамма: программное обеспечение конечно-частотной идентификации А. Г. Александров, Л. С. Михайлова
39.31kb.
1 стр.
П. Ф. Лесгафта г. Санкт-Петербург Л. А. Заварухина информатика (лекции) Санкт-Петербург 2009 Содержание лекция
594.84kb.
4 стр.
Программное обеспечение ЭВМ
209.58kb.
1 стр.
Операционная система
47.91kb.
1 стр.
Свободное программное обеспечение (спо) это программное обеспечение, распространяемое на условиях так называемых открытых или свободных лицензий
665.77kb.
7 стр.
Разработка урока «Файлы и файловая система»
96.68kb.
1 стр.
Методическая разработка по выполнению контрольной работы по предмету : «операционные системы и программное обеспечение вычислительных комплексов»
127.11kb.
1 стр.
Программное обеспечение
540.74kb.
2 стр.
Цифровая система управления вибрациями vr 9500, производства Vibration Research Corp., Сша
89.14kb.
1 стр.
Программное обеспечение Гринстоун
415.6kb.
3 стр.
2 программное обеспечение cals-технологий
57.03kb.
1 стр.
Александров Роман Игоревич
275.91kb.
1 стр.