Синтез адаптивной следящей системы

 

Процесс проектирования систем управления всегда предполагает наличие:

1. четко сформулированной цели управления;

2. априорной информации об объекте управления и о характере действующих на него возмущений.

Объем априорной информации при этом может быть различным и за редким исключением не является исчерпывающим. Однако в данном случае принципиальным является вопрос о достаточности или недостаточности имеющейся априорной информации об объекте для достижения сформулированной цели управления. Все системы управления, построенные с использованием априорной информации, достаточной для достижения поставленной цели, относятся к неадаптивным или традиционным системам управления, независимо от реализуемого принципа управления, наличия обратной связи, случайности или детерминированности возмущений, используемых вычислительных средств и т.д. Если же объем располагаемой априорной информации о свойствах объекта не может обеспечить достижения сформулированной цели управления, то речь идет об адаптивных системах управления.

Существует достаточно много вариантов различных определений адаптивных систем. Но основной смысл при этом остается неизменным. Одним из наиболее известных является определение Цыпкина Я.З.

Определение. Под адаптивными системами управления будем понимать такие системы, которые, используя информацию о внешних воздействиях, условиях работы и выходных величинах, изменяют структуру или параметры регулятора с целью обеспечения оптимального или заданного функционирования управляемой системы при изменяющихся условиях ее работы.

Достаточно известным является определение, данное Буковым В.Н.

Определение. Адаптивными называются такие системы управления, которые предназначены для функционирования в условиях априорной неопределенности и которые в процессе функционирования автоматически приспосабливаются к непредвиденным изменениям свойств объекта управления и внешней среды.

Если изменяется структура регулятора, то адаптивная система управления называется самоорганизующейся, если структура остается неизменной, но изменяются параметры регулятора, то система управления называется самонастраивающейся с параметрической адаптацией.

Основные понятия адаптивных систем управления

 

Наиболее существенными являются следующие признаки деления принципов адаптации:

1. По уровню априорной неопределенности:

а) параметрическая адаптация, при которой априорная неопределенность заключается в недостаточном знании параметров (коэффициентов) управляемого объекта;

б) непараметрическая адаптация, при которой априорная неопределенность не связана непосредственно с какими-либо параметрами.

В обоих случаях неопределенность уменьшается на основе последовательных наблюдений входных и выходных данных в процессе управления.

2. По организации процесса адаптации:

а) поисковые, для которых характерны процессы итеративного движения к достижению требуемого качества управления;

б) беспоисковые, основанные на использовании некоторых необходимых (достаточных) условий требуемого качества управления.

У систем поисковой адаптации формируются специальными устройствами детерминированные или случайные пробные сигналы или создаются условия для возбуждения в объекте незатухающих колебаний, используемые как поисковые. Наличие пробных движений является основным недостатком поисковой адаптации, так как они не всегда допустимы по условиям функционирования объекта.

3. По целям организации адаптации:

а) системы со специальными свойствами, в результате функционирования которых управляемый процесс приобретает некоторые обязательные свойства, в число которых могут быть включены устойчивость, чувствительность к каким-либо возмущениям или ошибкам априорной информации, заданное расположение корней характеристического уравнения и т.д.;

б) оптимальные системы, обеспечивающие минимизацию некоторых функционалов, отражающих качество управляемого движения.

Наиболее перспективными для создания цифровых систем управления являются оптимальные беспоисковые системы с параметрической адаптацией, в которых на основе полученной в процессе функционирования объекта информации о самом объекте и возмущающих воздействиях осуществляется автоматическая настройка параметров модели объекта. При этом используется «принцип разделения», согласно которому формирование адаптивного управления состоит из трех этапов:

выбор алгоритма управления в предположении, что параметры модели объекта известны точно (оптимальное управление);

оценивание неизвестных параметров (идентификация) и состояния (фильтрация) модели объекта;

формирование адаптивного управления посредством замены точных значений параметров и состояния на их оценки.

 

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться: