8. Алгоритмизация систем управления.

Алгоритмизация есть процесс формализации сложных систем, формирования математического описания системы с той или иной степенью полноты и уровнем абстракции, отражающим реальную систему и соответствующим заданной цели.

Непосредственно алгоритмизации предшествует анализ ОУ и экспериментирование (изучение объекта, исследование). Алгоритмизация состоит из идентификации и преобразования алгоритмических описаний и проверки последних с помощью ЭВМ.

Наиболее хорошо разработанным разделом теории алгоритмизации является идентификация характеристик, позволяющая переходить от экспериментальных характеристик к ММ.

Алгоритм управления представляет собой последовательность арифметических и логических операций, которые должны быть выполнены машиной над вводимой в нее информацией, полученной на основе измерений, а также над результатами промежуточных вычислений с целью определения управляющих воздействий, обеспечивающих желаемое управление объектом.

Обычно алгоритм определяют как последовательность выполняемых процедур над данными, однозначно приводящих к конечному результату. Для СУ в понятии алгоритма необходимо уточнить следующие моменты:

• каким требованиям должна удовлетворять последовательность процедур (действий) в алгоритме, чтобы считаться выполняемой;

• в какой форме следует представлять алгоритм, чтобы он мог быть описан в символах языка программирования.

Для разработки алгоритмов управления могут быть использованы две методики: на основе передаточной функции дискретного фильтра, на основе законов управления (П, ПИ, ПИД-законов). Процедурная модель процесса управления, вне зависи­мости от применяемой методики, включает в себя этапы под­готовки данных, вычисления управляющего воздействия и вывода информации.

Алгоритмы управления на основе передаточной функ­ции.

Задача синтеза отдельного контура управления непре­рывным линейным или линеаризованным объектом состоит в том, чтобы получить выражение его передаточной функции W(p) в заданном виде, а затем через нее - выра­жение для D(z) фильтра.

Алгоритмы управления на основе законов управления.

Программное управление характеризуется тем, что управление объектом или процессом ведется по жесткой, за­ранее заданной программе. Типичный пример такого управ­ления - пуск различного рода сложных механизмов и уст­ройств. Процесс пуска реализуется путем выполнения опре­деленной последовательности ряда строго фиксированных операций. В качестве алгоритма программного управления можно рассмотреть алгоритм пуска паровой турбины до за­данной скорости. Алгоритм строят так, чтобы разогнать турбину до требуемой частоты вращения по режиму, реко­мендованному заводом-изготовителем, путем изменения по­дачи пара.

Существенным недостатком алгоритмов программного управления является отсутствие обратной связи о состоянии объекта. Отсутствие обратной связи приводит к тому, что при программном управлении мы не имеем информации об эффективности применяемого алгоритма управления. Для устранения этого недостатка целесообразно использовать алгоритмы с обратной связью.

Управление с применением обратной связи.

Алгоритмы оптимизации функционирования промыш­ленной установки. Общая задача функционирования ОУ мо­жет быть сформулирована как задача отыскания экстремума некоторой целевой функции F(у) при некоторых ограничени­ях Q(x). Универсальным алгоритмом, решающим эту задачу, является перебор и сравнение F(x) в области, которая опре­деляется Q(x).