Упрощенная структурная схема цифровой сау с применением синергетических методов.
Х- переменное состояние, описывает состояние уравнения. В результате этих воздействий и еще внешних возмущений g объект будет как-то реагировать и менять свое состояние. В результате у объекта появляется какая-то реакция y. для создания 4пу создается вычислительная среда с входным и выходным интерфейсами. С помощью АЦП аналоговая информация y превращается в цифровую. По каждому у есть свой датчик (того, что требуется в технологическом процессе, например температура и т.п.- тоже аналоговая информация)- ставим еще один АЦП и анализирующее устройство. Это устройство анализирет уже цифровую информацию о истинном состоянии. Результат анализа направляется в вычислительную сред для дальнейшего процесса обработки.
Организовывается еще один АЦП и сигналы с вешних возмущений- всего их f-передаются на АЦП и вычислительную среду. В результате решения по вектору y на исполнительное аналоговое устройство подается вектор е. Создается обратная связь и встраивается канал управления и цап.
Аналоговая информация с вектора у идет на вычислительное устройство.
Аналоговый выход y- выходной сигнал системы.- это что-то механическое или химическое- какой-то набор переменных, который мы уже используем.
Возможные подходы к постановке и решению задач правления
Классическая задача управления: Заключается в выработке воздействий, способствующих выполнению должным образом целевой функции предназначения объекта.
В современных САУ регуляторы и алгоритмы их работы реализуются с помощью вычислительных средств различного типа и уровня: При сравнительно простых алгоритмов управления относительно несложными объектами преимущественно используются централизованные аппаратные средства. (жесткая система).
2.Усложнение объекта и алгоритма управления приводит к необходимости применения многоуровневой системы управления. В этой системе используются информационно- управляющие вычислительные сети и соответственно программное обеспечение разных уровней. (гибкая система).
3.При не полностью определенном ситуационном управлении, когда невозможно составление полной подробной программы управления применяется интеллектуальный метод. В этом случае указываются целевые установки. В блок управления закладываются базовые принципы организации и формирования программы управления.
Лекция 4 Решение задач управления
Реализуется с помощью регуляторов. Регулятор представляет собой совокупность цепей обратной связи в структуре системы. Регулятор выполняет роль гаранта. Обеспечивающего целенаправленное развитие (самоорганизацию) автоматической системы.
В сложных многопараметровых САУ и особенно при программно-целевом управлении строятся адаптивные регуляторы. Такие регуляторы создаются на основе мультипроцессорных систем(сетевая структура регулятора).
Фундаментальная проблема поиска эффективных законов управления при учете свойств объектов в конкретных условиях функционирования успешно решается в рамках синергетического подхода синтеза системы «объект-регулятор». В этом случае:
1.Появляется возможность замены силового централизованного обеспечения управляющих воздействий на объект.
2.Обеспечивается плавное высокоточное изменение структуры и параметров регулятора для оптимальной реализации целей управления.
Замечание: Успешность централизованного управления определяется степенью адекватности модели и точности расчета при случайных вариациях параметров. К сожалению это возможно не всегда.
Суть синергетического принципа правления заключается в формировании последовательной совокупности рельефов фазового пространства, позволяющего получить требуемое качество управления. Такое формирование обеспечивается в расширенной системе уравнений. Эта система уравнений описывает совместное состояние объединения «объект-регулятор» малыми приращениями входных воздействий, приводящих к целевой самоорганизации САУ.
Фактически малые управляющие сигналы способствуют выбору оптимальной фазовой траектории в n-мерном фазовом пространстве. При этом обеспечивается обход областей притяжения, нежелательных особых равновесных точек. (аттракторов).
Кроме синергетического подхода перспективным подходом теории управление является создание робастных регуляторов.
Робастность- «грубость»системы. В робастной системе влияние параметров на ее свойства и характеристики незначительно. Не большие направленные вариации параметров в таких системах не должны приводить к нарушению устойчивости системы.
Важным вопросом также является проектирование САУ при неточных (неизвестных ) параметрах объекта. Теория таких САУ базируется на свойстве нечетких множеств и моделирующих их нечетких компьютеров.