Параметрических возмущений

Примером подобной системы управления являются некоторые автопилоты. Поскольку аэродинамические характеристики самолета меняются с высотой, то параметры автопилота можно подстраивать, измеряя барометрическое давление.

Отметим, что по отношению к параметрическим воздействиям такие системы являются разомкнутыми: управление здесь осуществляется по причине, а не по следствию. Это позволяет достичь абсолютной инвариантности их характеристик к параметрическим возмущениям.

Принцип адаптивного управления состоит в том, что устройства управления или регуляторы подстраиваются на основе текущих изменений свойств объекта. Целью адаптивной системы является оптимизация показателей качества, т.е. поиск экстремума некоторого функционала (см. далее).

Структура системы управления, реализующая этот принцип, приведена на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Адаптивная система управления

Изменения свойств объекта отслеживаются идентификатором И, информация с выхода которого снимается в виде отклонения характеристик объекта O, поступающего на блок адаптации А. На основе этой информации блок адаптации вычисляет новые значения параметров регулятора Р. В результате реализуется принцип отрицательной параметрической связи, т.е. образуется замкнутый контур передачи и обработки информации для компенсации параметрических возмущений среды. Отметим также, что основной контур управления (объект – регулятор) можно рассматривать как объект управления системы более высокого порядка: управляющим воздействием системы второго уровня являются изменения параметров регулятора системы первого уровня, а возмущением – параметрические воздействия среды. Идентификатор И является измерительным элементом в системе второго уровня, а регулятором является блок настройки А.

Адаптивные системы подразделяются на системы экстремального управления и системы оптимального управления.

Системы экстремального управления решают задачу поддержания экстремума значения управляемой величины. Для этой цели на объект подаются пробные воздействия для определения знака изменения управляемой величины y и формируется управляющее воздействие, приближающее режим работы объекта к точке экстремума. Таким образом, система управления здесь имеет вид, подобный приведенному на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Структура системы экстремального регулирования

Такие системы применяются для объектов, имеющих экстремальные характеристики и существенные, но медленно меняющиеся неконтролируемые факторы, приводящие к изменению экстремальных характеристик.

Системы оптимального управления решают задачу поддержания оп-

тимальной по быстродействию работы системы регулирования при изменении режимов работы объекта. Структура подобной системы приведена на рис. 1.10.

Рис 1.10. Система оптимального управления

Воздействие M изменяет параметры регулятора. Определение параметров регулирования производится на основе пробных изменений задающего воздействия .

Объект вместе с регулятором можно рассматривать как систему, управляемую системой самонастройки. Параметры y и R, вводимые в систему самонастройки, являются управляемыми, а M − управляющим.

Поскольку система самонастройки выполняет двойное действие (управляет объектом и изучает его), то адаптивные системы являются устройствами дуального управления.

Развитие подобных систем активизировалось с развитием принципов построения надежных вычислительных устройств. Дуальное управление преследует двойную цель – изучение объекта и одновременное приведение его к требуемому режиму.

Лекция 2

Классификация по типу сигнала. Понятия «переменная», «воздействие», «сигнал» в теории управления имеют информационный смысл: сигналы на входах и выходах являются носителями, а сами элементы – преобразователями (устройствами передачи и обработки) информации.

Если информация в системе кодируется уровнями сигналов-функций непрерывного времени (рис.1.11, а), то такая система называется непрерывной (аналоговой). В этом случае время и уровни сигналов принадлежат множествам мощности континуума.

Рис. 1.11. Типы сигналов: непрерывные (а), дискретные (б),