Принципы постоения самонастраивающихся систем

Самонастраивающиеся системы

Система, обладающая свойством автоматически изменить в процессе работы параметры или структуру регулятора с целью сохранения заданных показателей качества и эффективности управления при произвольно меняющихся внешних условиях, называется самонастраивающейся.

Из–за недостаточной априорной информации при оптимальном управлении объектами с переменными параметрами необходимо решать две задачи:

1) изучать объект в процессе его функционирования с целью получения недостаточной для управления информации,

2) управлять объектами.

Обе задачи можно совместить, т.е. во время управления получать необходимую дополнительную информацию для улучшения управления. В этом случае управляющие воздействия C(t) носят двойственный характер: они служат как средством изучения объекта, так и средством управления оптимальным его движением. Такое управление называется дуальным (А.А. Фельдбаум).

При построении оптимальных адаптивных систем используют два подхода:

1) декомпозицию адаптивного управляющего устройства на оптимальный регулятор и устройство самонастройки.

2) применение алгоритмов оптимизации и адаптации при разработке алгоритмов дуального управления, определяющих структуру адаптивного управляющего устройства.

При первом подходе рассматривается задача векторной оптимизации и последовательно применяемым критериям:

принимается допущение, что на интервале [t_i,t_i+T_i ] объект является квазистационарным и для оптимизации его выбирается первый частный критерий J₁, формируется и решается типовыми методами синтеза оптимальных управлений первая частная задача оптимизации (первичной оптимизация объекта), в результате решения которой получают структуру оптимального регулятора и создают основной контур схемы;

в связи с изменением параметров основного контура схемы на различных интервалах [t_i,t_i+T_i] решается задача самонастройки оптимального регулятора по второму частному критерию (критерий самонастойки) J₂=J_сн – производится вторичная оптимизация, в итоге определяют настраиваемые параметры γ_i регулятора, автоматическая настройка которого по определенному закону осуществляется дополнитнительным контуром (контуром самонастройки). Элементы самонастройки устанавливают для обеспечения (min среднеквадратичной ошибки, времени переходного процесса) и наибольшей эффективности управления (max производительности, экономичности устройства).