Системы прямого адаптивного управления: Учебное пособие по курсу “Адаптивные системы управления”, страница 4

К – вектор настраиваемых коэффициентов регулятора,

N – вектор помех измерения.

      Введем некоторые рабочие определения:

адаптивный регулятор – управляющее устройство с переменными коэффициентами или переменной структурой,

адаптор – устройство, реализующее алгоритм изменения коэффициентов регулятора (алгоритм адаптации),

объект управления с блоком датчиков и регулятор образуют обобщённый настраиваемый объект (ОНО).

Особенность системы, приведенной на рисунке 1.2, состоит в последовательном с объектом включении регулятора. Такой структурой обладают системы прямого адаптивного управления.

В схеме (рисунок 1.3) регулятор включен в обратную связь относительно объекта управления. По такой схеме могут быть реализованы, например, системы непрямого адаптивного управления.

1.3 Понятие модели в адаптивных системах

            Модель может выбираться из условия оптимума некоторой меры качества, например, из условия минимума  среднеквадратической ошибки. Если параметры спектральных плотностей полезного сигнала и ошибки медленно меняются, то в соответствии  с их изменением модель может перестраиваться. С другой стороны, в зависимости от параметров объекта оптимальная мера качества может меняться (например, минимальное время регулирования). Тогда, чтобы иметь экстремум меры качества, надо перестраивать модель в зависимости от их значений.

      Модель может быть в виде физически реализуемого звена (например, параллельного включённого двигателя обладающего желаемыми характеристиками)

       Модель может являться экстраполятором, вычисляющим значения выходной координаты системы по входному сигналу и по предыдущим значениям или по их оценкам выходного сигнала.

      Моделью может быть устройство, реализуемое в цифровом или аналоговом виде, которое (задаёт) формирует желаемые динамические свойства замкнутой системы.

Модель может быть в виде набора постоянных коэффициентов (блок желаемой динамики).

1.4 Априорная и текущая информация

       Априорная информация (или начальная информация) – совокупность заранее известных сведений о характеристиках объекта управления, ограничениях, условиях работы.   Априорная информация может быть получена в результате предварительного теоретического или экспериментального исследования.

Полная априорная информация означает абсолютно точное значение. Реально во всех случаях проектирования систем управления приходится иметь дело с неполной априорной информацией. Это связано с присутствием помех, возмущений, с идеализацией свойств реальных систем при описании динамических характеристик. Степень неполноты может быть различной. Существенная особенность  любых априорных сведений состоит в том, что, будучи получены заранее, они затем не только не обновляются, но вследствие различных изменений теряют свою достоверность.

      Текущая информация получается либо в процессе работы системы, либо в результате эксперимента, предварительно спланированного и поставленного. Текущая информация обновляется в каждый момент времени. Наиболее важная роль текущей информации состоит в компенсации недостаточного объёма априорной информации.

1.5 Виды и источники неопределённостей

1.5.1 Источники неопределённостей

  Одним из основных требований к работе автоматических систем является высокая точность выполнения поставленной цели функционирования или обеспечение заданного качества выходных процессов. При этом полагается решенной задача устойчивости.

            Расчёт управляющих устройств  классическими методами обеспечивает требуемую точность, если модель объекта управления и условия функционирования системы абсолютно известны. На практике же это, как правило, не выполняется. Например, при разработке автоматических систем управления технологическими процессами в химической, металлургической промышленности создание адекватной математической модели представляет обычно сложную самостоятельную задачу. Таким образом, неопределённость в задачах управления может иметь различную природу. Основные источники неопределённостей следующие