Схемы адаптивных систем

Классификация адаптивных систем

Классификация адаптивных систем может быть проведена различными способами в зависимости от признаков, положенных в основу классификации.

1. По изменению структуры и параметров УУ адаптивные системы делятся на:

- самонастраивающиеся системы (СНС) - адаптация происходит только за счёт изменения параметров УУ;

- самоорганизующиеся системы – адаптация достигается за счёт изменения структуры УУ.

Наиболее распространенными являются самонастраивающиеся системы (СНС). Обычно для описания качества самонастраивающиеся системы вводится показатель качества самонастройки.

2. По требованиям, предъявляемым к качеству управления, СНС делаться на:

- СНС со стабилизацией качества;

- СНС с оптимизацией качества.

В первом случае СНС поддерживают неизменный заданный уровень качества при изменении свойств ОУ и внешних воздействий; во втором случае показатель качества должен достигать оптимального значения при всех возможных условиях работы системы.

3. По способу определения варьируемых параметров УУ СНС делаться на:

- аналитические;

- поисковые.

В аналитических СНС значения параметров рассчитывают на основе аналитического анализа условий, при которых показателя качества примет оптимальное или неизменное значения.

У поисковых СНС за счёт пробных воздействий, подаваемых на вход системы, вызывают отклонение параметров УУ, после чего измеряют изменение показателя качества самонастройки. Изменяя параметры УУ, добиваются, чтобы показатель качества самонастройки либо был постоянным (при стабилизации качества), либо принимал оптимальное значение (при оптимизации качества).

При одновременном использовании поисковых и аналитических СНС, они называются комбинированными.

4. По способу настройки СНС делятся на:

- СНС с настройкой по внешним воздействиям;

- СНС с настройкой по характеристикам ОУ.

В первом случае настройка происходит при изменяющихся внешних воздействиях и неизменных параметрах ОУ, во втором – при изменяющихся параметрах ОУ и неизменных внешних воздействиях.

Обобщённую схему адаптации (рис. 9.1) можно условно изобразить в виде двухуровневой конструкции, нижний уровень которой представляет основную систему управления (УУ+ОУ), а верхний уровень – устройство адаптации (УА), представляющее собой совокупность устройств, используемых для целенаправленного изменения свойств основной системы в соответствии со сформулированными целями адаптации.

Рисунок 9.1 – Обобщённая схема адаптации

Рассмотрим принцип работы адаптивной системы. Устройство адаптации (УА), получая необходимую информацию о полезном сигнале , внешнем воздействии , состоянии системы и управляющих сигналах на входе ОУ , анализирует её и, сравнив с требованиями к показателю качества, вырабатывает сигнал, под действием которого изменяется структура и параметры (или только параметры) УУ так, чтобы критерий качества соответствовал требованиям.

Структура АС проектируется на основе одного из двух подходов:

1) прямого (безыдентификационного);

2) идентификационного.

При прямом подходе (рис. 9.2, а) в составе идеального УУ предусмотрена группа варьируемых параметров, которые позволяют адаптироваться системе при изменении свойств ОУ и внешних воздействий. При этом, анализируются не входной сигнал и внешнее воздействие , а результат их воздействия на ОУ, т.е. выходные состояния системы , и ошибка регулирования . УА реагирует на отклонение выходных параметров от заданных (не анализируя входных и ), изменяя варьируемые параметры УУ при изменении свойств ОУ и внешних воздействий так, чтобы показатель качества был либо неизмененным (для СНС со стабилизацией качества), либо принимал оптимальное значение (для СНС с оптимизацией качества). В этой схеме адаптации свойства ОУ и внешние воздействия не определяются. Реализация безыдентификационного подхода приводит к адаптивным системам с эталонной моделью.

При идентификационном подходе (рис. 9.2, б) определяются параметры и характеристики полезного сигнала и внешнего воздействия . По определённому алгоритму устройство адаптации анализирует эти параметры и рассчитывает оптимальные значения параметров управляющего устройства, после чего УА изменяет реальные параметры УУ, чтобы они были равны оптимальным значениям. Реализация идентификационного подхода приводит к адаптивным системам с настраиваемой моделью.