14.Методы управления: кибернетический подход.

При различиях в подходах к построению систем управления существуют общие закономерности, разработанные в кибернетике. С позиций кибернетического подхода система управления представляет собой целостную совокупность субъекта управления (управляющая система), объекта управления (управляемая система), а также прямых и обратных связей между ними. Предполагается также, что система управления взаимодействует с внешней средой.

Базовым классификационным признаком построения систем управления, определяющим облик системы и ее потенциальные возможности, является способ организации контура управления.

В соответствии с последним выделяют несколько принципов управления.

Принцип разомкнутого (программного) управления. В основе этого принципа лежит идея автономного воздействия на систему независимо от условий ее работы. Очевидно, что область практического применения этого принципа предполагает достоверность знания состояния среды и системы на всем интервале ее функционирования. Тогда можно предопределить реакцию системы на рассчитанное воздействие, которое заранее программируется в виде функции.

Если данное воздействие отлично от предполагаемого, немедленно последуют отклонения в характере изменения выходных координат, т. е. система окажется незащищенной от возмущений в исходном смысле этого слова. Поэтому подобный принцип используется при уверенности в достоверности сведений об условиях работы системы. Например, для организационных систем подобная уверенность допустима при высокой исполнительской дисциплине, когда отданное распоряжение не нуждается в последующем контроле.

Иногда такое управление называют директивным. Несомненным достоинством такой схемы управления является простота организации управления.

Принцип компенсационного управления - состоит в стремлении ликвидировать ограниченность первой схемы, т. е. нерегулируемое воздействие возмущений на функционирование системы. Возможность компенсации возмущений, а значит, ликвидация недостоверности априорной информации базируется на доступности возмущений измерениям

Класс замкнутых контуров управления образует системы с отрицательной обратной связью, воплощающие базовый принцип кибернетики.

В таких системах заранее программируется не входное воздействие, а требуемое состояние системы, т. е. следствие воздействия на объект, в том числе управления. Следовательно, возможна ситуация, когда возмущение позитивно воздействует на динамику системы, если приближает ее состояние к желаемому. Для реализации принципа априорно находится программный закон изменения состояния системы во времени Спр(t), а задача системы формулируется как обеспечение приближения действительного состояния к желаемому.

Решение этой задачи достигается определением разности между желаемым состоянием и действительным: c(t) = спр(t) - с(t).

яc(t) = спр(t) - с(t).

Данная разность используется для управления, призванного свести к минимуму обнаруженное рассогласование

Как это сделать?

Требования к траектории управления –

она должна проходить через цель как образ желамого результата и качества.

Для решения плохо формализованной проблемы используются математические модели. Хотя их точность определить сложно.

Выбрать оптимальное поведение системы можно, только если достоверно известны поведение изучаемого объекта на всем интервале управления и условия, в которых происходит движение.

Оптимальные решения могут быть получены и при выполнении других, дополнительных, допущений, но дело как раз в том, чтокаждый случай следует оговорить особо, решение будет справедливо «с точностью до условий».

Принципы управления адаптивных систем

Адаптивные системы - системы, функционирующие в условиях начальной неопределенности и изменяющихся внешних условиях.

Позволяют справляться с неопределенностью путем получения дополнительной информации о состоянии объекта и его взаимодействии со средой в процессе управления с последующей перестройкой структуры системы и изменением ее параметров при отклонении условий работы от априорно известных. При этом, как правило, цель трансформаций состоит в приближении характеристик системы к априорным, использовавшимся при синтезе управления. Таким образом, адаптация ориентирована на сохранение гомеостаза системы в условиях возмущений.