4.6 Робастные сау и адаптивное управление

4.6.1 Робастные системы управления

4.6.2 Самонастраивающиеся (адаптивные) сау

4.6.2.1 Понятие об адаптивных сау

Адаптивные (приспосабливающиеся ) системы – это системы, которые автоматически приспосабливаются к изменению внешних условий и свойств объекта управления (ОУ), обеспечивая при этом необходимое качество управления путём изменения структуры и параметров управляющего устройства (УУ).

Качество управления численно выражают критерием качества J, который оценивает заранее выбранный наиболее важный показатель работы САУ. Им может быть какой-либо показатель точности работы системы или качества переходного процесса, производительность, экономичность и т.д.

Примером изменяющихся внешних условий, требующих применения адаптивной САУ, являются нестационарные случайные внешние воздействия на систему, характеристики которых изменяются в широких пределах. В этих условиях точность работы САУ будет изменяться с изменением статистических характеристик внешних воздействий. Для повышения точности системы необходимо изменять настройку УУ (автоматического регулятора) по мере изменения характеристик внешних воздействий. Эту перестройку иногда может выполнять человек. В адаптивных САУ она осуществляется автоматически. Примером объекта с переменными параметрами, требующего адаптивного управления, является самолёт или ракета.

Помимо ОУ с переменными свойствами и внешними условиями, областью применения адаптивных систем является также ОУ с недостаточно известными свойствами или условиями работы. На рис. 4.3 показана в общем виде схема адаптивной САУ, где ОУ- объект

Рисунок 4.3 управления и УУ- управляющее устройство, состоящее из двух частей: УУО и УУА ,где УУО – основное УУ, УУА – УУ адаптации.

Контур, образованный УУО и ОУ, является основным контуром САУ и представляет собой обычную неадаптивную САУ. УУА управляет УУО, изменяя его оператор, т.е. закон управления и значения параметров настройки, в соответствии с изменением внешних условий работы и свойств ОУ. Для этого УУА измеряет внешние воздействия G и Z и выходную и входную величины объекта Y и X. По этим данным вычисляется значение критерия качества управления J (Y,X,G,Z). В зависимости от алгоритма работы УУА определяет отклонение критерия качества J от заданного или от экстремального его значения и воздействует на УУО так, чтобы ликвидировать это отклонение. Причиной изменения критерия качества J может быть изменение внешних условий работы в виде изменений какой-либо характеристик воздействий G и Z или изменение свойств основного контура.

Таким образом, адаптивная САУ содержит два контура управления – основной контур и второй контур – контур адаптации, создаваемый УУА. Для второго контура объектом управления является вся основная САУ.

Как и всякое управление, автоматическая адаптация, выполняемая УУА, принципиально может быть осуществлена в виде разомкнутой, замкнутой и в самом общем случае комбинированной системы, которая показана на рис. 4.3.