Вопросы для самопроверки по теме 4.3

1.Чем отличаются задачи безусловной и условной оптимизации?

2.Чем вызвана необходимость приведения задачи условной оптимизации к задаче безусловной оптимизации?

3.Поясните назначение штрафной функции.

4. Чем будут отличаться штрафные функции при поиске максимума и минимума критерия оптимальности?

5.Какими свойствами должна обладать штрафная функция?

4.4. Алгоритмы оптимального быстродействия

Основное назначение алгоритмов оптимального быстродейст­вия в АСУТП заключается в воспроизведении за минимальное время заданий, получаемых в результате статической оптимизации. Иными словами, для каждого результата статической оптимизации данные алгоритмы определяют последовательность управляющих воздействий, оптимизирующих динамику переходных процессов, которые возникают в системе. Ограничения, накладываемые ТП как объектом управления, не позволяют применять для создания алгоритма динамической оптимизации аналитические ме­тоды. Поэтому синтез алгоритма динамической оптимизации в услови­ях АСУТП производится обычно путём разработки приближённо оптимальных, или, как их часто называют, субоптимальных алгоритмов управления. При изучении этой темы необходимо познакомиться с методами синтеза субоптимальных алгоритмов, обратив особое внимание на методы, которые наиболее широко используются в АСУТП.

Вопросы для самопроверки по теме 4.4

1. В чем состоит назначение алгоритмов оптимального быстродействия в АСУТП?

2.Поясните противоречие, возникающее в АСУТП между задачам оптимального быстродействия и стабилизации при локальном управлении.

3.По каким причинам аналитические методы синтеза находят в АСУТП ограниченное использование?

4.Чем отличаются субоптимальные алгоритмы управления от оптимальных?

5.Какие направления синтеза субоптимальных управлений используются в АСУТП?

4.5. Алгоритмы оптимальной стабилизации

Основное назначение данных алгоритмов заключается в поддер­жании оптимального равновесного состояния объекта в условиях постоянно действующих возмущений. В АСУТП эти алгоритмы использу­ются в основном на уровне локального управления, причём их целе­сообразно применять только в тех случаях, когда известные типовые законы управления (П, ПИ, ПИД) не обеспечивают заданного качества управления локальным объектом.

Синтез оптимальных алгоритмов стабилизации, осуществляемый на основе метода аналитического конструирования оптимальных регуляторов (АКОР), в результате которого формируется оптимальное управление, обеспечивающее малые отклонения координат век­тора состояния X и выходных переменных Y. При изучении этой темы необходимо обратить внимание на то, что синтезированный с помощью АКОР регулятор является оптимальным лишь при изменении начального состояния системы, т.е. при отсутствии возмущений. Однако в условиях АСУТП система стабилизации постоянно находится под действием возмущений, характер изменения

которых чаще всего является случайным. Для таких систем величина критерия оптимальности будет зависеть не только от вектора управле­ния ,

но и от вектора возмущений, поскольку последний также влияет на траекторию движения системы. Далее необходимо рассмотреть варианты оптимизации систем с возмущениями, обратив особое внимание на прямой метод оптимизации, который связан с непосредст­венной минимизацией критерия с учётом фактических возмущений. По этому методу оптимальное управ­ление формируется по прогнозу о возмущениях и текущем состоянии объекта. В этом случае исходная минимизация функционала за­меняется последовательностью минимизаций функционалов на скользя­щем интервале времени, т.е. заменяется последовательностью укороченных задач.