Этапы разработки управления системой
1. Множество целей управления определяется как внешними, так и внутренними факторами системы. Различают 3 вида целей:
стабилизация – поддержание выходов объекта на заданном уровне;
ограничение – нахождение параметров системы в заданных границах целевых переменных;
экстремальная – поддержание целевых переменных в экстремальных состояниях.
2. Происходит выделение части среды, состояние которой субъект может изменить и тем самым удовлетворить свои потребности. Этот этап вызвал разнообразие связей объекта со средой и трудностями, которые возникают при отделении объекта от среды. Для их минимизации необходимо минимизировать сам объект, но при этом необходимо сохранить множество целей и не выходить за рамки ограничений ресурсов.
3.
Так же как 4 и 5 связаны с решением задачи
создания модели системы, которая
связывает входы Х,
управление U,
выход Y.
При этом на модель должна быть наложена
структура ST,
параметры C = {c1, …, ck}.
На этом этапе определяется структура
системы с точность до заданных параметров.
Определяется внешняя структура модели,
ее декомпозиция и внутренняя структура
элементов модели. Синтез структуры
сводится к
определению оператор F = {ST, C},
Y = F(X, U, C)
– оператор преобразования структуры.
4. Определяются числовые значения параметров C системы в режиме нормального функционирования. Для определения зависимости выхода системы Y от управления U необходимо его преднамеренно изменять, не нарушая нормального функционирования системы.
5. План эксперимента необходим для определения с максимальной эффективностью искомых параметров модели объекта управления. Если объект статический, то план эксперимента представляет собой некий набор состояний управлений объекта. Если же объект динамический, то получается некая план-функция. Полученная информация является исходной для определения параметров модели.
6. Принимается решение о виде управления U для достижения заданной цели Z, которое опирается на построенную модель, цель Z, информацию о среде Х, ресурсы системы R. Получается некоторая экстремальная задача, способы решения которой зависят от структуры модели. Если объект статический, то модель – функция, следовательно, приходим к задаче математического программирования. Если объект динамический, то модель – оператор, следовательно, имеем вариационную задачу.
7. Если управление реализовано, но цель не достигнута, то возвращаемся к предыдущему этапу. Если же цель достигнута, но изменилось либо состояние среды, либо цель, то переходим к следующему этапу, а затем к одному из предыдущих.
8. Специфика управления сложной системы состоит в том, что из-за наличия различных шумов и изменчивости внешней среды, информация, полученная на предыдущих этапах, приближенно отражает состояние системы. Это и вызывает необходимость коррекции системы. Простейшая коррекция – изменение значений параметров модели. Таким образом, получаем так называемое адаптивное управление. Иногда приходится корректировать саму структуру модели.