1 Теоретическая часть Основные виды сау.

1.1 Управление при неполной начальной информации

Если статические и динамические характеристики объекта управления и характеристики возмущающих воздействий известны, то для управления такими объектами можно применить управляющее устройство с заданным законом управления. Такие системы относятся к системам с полной начальной информацией об управляемом объекте.

Часто характеристики управляемого объекта и действующих на него возмущений изменяются с течением времени значительно и заранее непредвиденным образом. Примерами таких объектов являются самолет или ракета, параметры которых существенно изменяются при изменении высоты, скорости полета и расхода горючего.

Кроме того, имеются такие объекты, динамические характеристики которых заранее практически неизвестны или не могут быть достаточно просто определены. В этих случаях одной исходной информации недостаточно для управления. Системы управления такими объектами относятся к системам с неполной исходной информацией об управляемом объекте. В этом случае, чтобы качественно управлять объектом, необходимо автоматически в процессе работы пополнять информацию об объекте и возмущающих воздействиях.

Информацию, необходимую для управления и получаемую в процессе работы системы, называют рабочей или текущей.

Системы управления, в которых способ функционирования управляющего устройства автоматически целенаправленным образом изменяется для осуществления наилучшего управления объектом, называют адаптивными, или самоприспосабливающимися.

Автоматическое изменение способа функционирования управляющего устройства называют адаптацией, или настройкой. Настройка осуществляется путем изменения параметров, структуры и алгоритма управления. В адаптивных САУ необходимо иметь устройство для пополнения информации об управляемом объекте и возмущающих воздействиях, а также устройство для осуществления настройки системы.

Адаптивные системы, у которых целенаправленно изменяются параметры управляющего устройства, самонастраивающимися; если изменяются параметры и структура управляющего устройства, то системы называются самоорганизующимися; если параметры, структура и алгоритм управления меняются с использованием опыта функционирования системы, то системы называются самообучающимися. Простейшим видом самонастраивающихся систем (СНС) являются системы экстремального управления (СЭУ).

1.2 Экстремальные системы автоматического управления

Экстремальными называют системы, которые в процессе работы автоматически отыскивают такие управляющие воздействия на входе управляемого объекта, при которых обеспечивается непрерывное поддержание показателя качества системы вблизи его экстремального значения.

Основная особенность данных систем состоит в том, что управление в них осуществляется не путем компенсации частных рассогласований (отклонений) в системе, а целенаправленным воздействием на систему с учетом некоторой функции ее состояния – показателя качества системы управления.

Системы экстремального управления сложнее обычных САУ, и их целесообразно применять, если ОУ имеет достаточно ясно выраженный экстремум показателя качества, который существенно зависит от управляющих воздействий и внешних условий.

Показателем качества в системах экстремального управления (СЭУ) могут быть различные величины. Например, для системы управления металлорежущим станком таким показателем может являться производительность, которая определяется массой стружки, снимаемой резцом в единицу времени, при условии, что температура резца и детали не превысит заданного уровня.

В настоящее время имеется большое количество видов экстремальных систем, и классификацию их можно проводить по различным признакам.

По источнику колебаний, используемых для вычисления градиента функции (по способу поиска) СЭУ подразделяются на системы с автоколебательным и принудительным поиском экстремума.

Если поисковые колебания генерируются самой системой, СЭУ называют экстремальной системой с автоколебательным поиском экстремума. Если поисковые колебания вводятся от источника, специально предусмотренного для этой цели, то СЭУ называют экстремальной системой с принудительным поиском экстремума.

По количеству переменных, от которых зависит функция качества, СЭУ подразделяются на одномерные и многомерные. Возможна также классификация СЭУ по методу определения градиента, метода движения к экстремуму, а также по другим признакам.