Билет 22

1. Примеры задач синтеза структуры. Основные подходы к формализации понятия «лучшего» варианта

Автоматизированная система управления летательным аппаратом (ЛА) состоит из ряда подсистем или контуров управления (КУ). Типовой КУ представляет собой комплекс взаимосвязанных задач управления по передаче и обработке информации о контролируемом объекте [3-5].

В настоящее время накоплен большой опыт создания подобных систем управления. Создан набор современных технических средств, как универсальных, так и специализированных, предназначенных для выполнениях отдельных задач управления. Причем для выполнения каждой задачи управления обычно имеется ряд взаимозаменяемых устройств, построенных на различных физических и технических принципах, имеющих различные схемные решения. Кроме того, проектируются и создаются новые, перспективные средства управления.

Реальные системы управления ЛА представляют собой систему пунктов (узлов) обслуживания (по приему, обработке и передаче информации), территориально разнесенных относительно друг друга и оборудованных различными комплексами технических средств. Один из узлов является центральным и служит для выработки основных управляющих воздействий и для координации работы всех узлов системы. В этой связи возникает проблема рационального распределения функций управления между узлами системы управления ЛА.

Существует большое число вариантов построения системы, отличающихся распределением задач по узлам системы и выбором способа выполнения каждой задачи . Каждый вариант будет выполнять поставленную задачу управления, но с разной степенью эффективности.

Рассмотрим основные проблемы создания формализованных человеко-машинных процедур выбора оптимальной структуры системы, дающих возможность обоснованно подходить к проектированию сложных управляющих систем.

Каждый вариант построения КУ характеризуется набором технико-экономических показателей, к числу которых, например, могут быть отнесены капитальные затраты на создание КУ (К), эксплуатационные затраты на функционирование КУ (С), оперативность управления, характеризуемая длительностью выполнения цикла управления (Т), надежность системы (R) и вес технических средств на борту ЛА (Р).

Желательно построить систему управления ЛА с наименьшими затратами и обладающую наивысшей оперативностью и надежностью. Однако ясно, что требования минимизации стоимости и оперативности с одновременной максимизацией надежности системы являются противоречивыми, и варианта, лучшего сразу по всем показателям, обычно не существует.

Рассмотрим три основных подхода к формализации понятия «лучшего» варианта, которые могут быть использованы при проектировании системы.

2. Требования к выбираемому варианту структуры задаются в виде некоторых граничных значений для каждого показателя ( ).

Вариант считается лучшим и выбирается, если капитальные затраты на его создания не превосходят значения эксплуатационные затраты - оперативность -

надежность – . При этом вариант, удовлетворяющий всем требованиям, обычно не является единственным и принадлежит некоторому множеству допустимых вариантов Ω ( ). Очевидно, если требования к варианту предъявлены слишком жесткие, Ω=Ø. Рассмотренный подход является наиболее распространенным и широко используется в настоящее время при проектировании систем. Обычно выбирается некоторый один вариант, принадлежащий Ω. Если учесть, что Ω может содержать до нескольких тысяч вариантов, то становится ясно, что при таком подходе могут быть пропущены варианты, принадлежащие Ω и имеющие по ряду или даже по всем показателям лучшие значения, чем у выбранного варианта. Это является основным недостатком рассмотренного подхода.