Системы прямого адаптивного управления: Учебное пособие по курсу “Адаптивные системы управления”, страница 2

1. Основные понятия и определения

В настоящее время под адаптивной понимают систему автоматического управления, в которой на основе информации о параметрах внешних воздействий, динамических характеристик объекта или системы, получаемой в процессе работы, осуществляется активное изменение вида алгоритма управления или его параметров с целью обеспечения оптимальной в каком-либо смысле работы замкнутой системы. В результате перестройки алгоритм управления или его параметры (коэффициенты регулятора) находятся в некоторой функциональной связи с параметрами внешних воздействий и параметрами объекта. Данное определение можно назвать техническим или рабочим. Существует и строгое математическое определение, сформулированное Кунцевичем В.М., Фрадковым А.Л.

1.1  Классификация адаптивных систем

Термин «адаптация» (от латинского adapto - приспосабливаю) появился в теории управления позже, чем системы, обладающие этой способностью. В 1961 г. в США под редакцией Э. Мишкина (Eli Mishkin) и Л. Брауна (Ludwig Braun, Jr.) была издана первая книга «Adaptive control systems», где появился этот термин. В это время в СССР был более распространен термин «самонастраивающиеся системы». Основные классы адаптивных систем приведены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1

В системах с самоорганизацией в процессе нормальной работы происходит формирование алгоритма управления , т. е. определяются структура и параметры управляющего устройства, позволяющие оптимизировать работу системы.

В системах с самонастройкой структура регулятора, как правило, задана, и перестраиваются лишь коэффициенты закона управления для достижения цели управления. Этот класс систем является более простым и  в настоящее время именно он находит практическое применение.

В поисковых системах с самонастройкой минимум (или максимум) меры качества (производительность установки, расход топлива и т д) отыскивается с применением тех или иных методов поиска. Простейшими поисковыми системами являются некоторые виды экстремальных систем.

Термин беспоисковые самонастраивающиеся системы введён Красовским Александром Аркадьевичем (1921-2003 гг.) в начале 60-х годов 20-го столетия. Солодовников Владимир Викторович (1910-1991) предложил назвать системы этого класса аналитическими самонастраивающимися системами. В беспоисковых системах в явном или не явном виде имеется модель с желаемыми динамическими свойствами. В процессе работы измеряются некоторые характеристики модели и системы и на основании их рассогласования перестраиваются коэффициенты системы (регулятора или (и) модели) так, чтобы свести рассогласование к нулю или допустимо малой величине.

В беспоисковых системах с информацией о частотных характеристиках (ЧХ) сравниваются ЧХ модели и системы в достаточном числе точек, коэффициенты регулятора перестраиваются на основании их рассогласований. ЧХ можно измерить с помощью узкополосных фильтров, корреляционным методом, методом синхронного детектирования. ЧХ модели можно не измерять, а заменить их значения некоторыми установками, т. к. ЧХ модели являются эталонными для системы. В этом случае модель, как физическое звено в системе может отсутствовать. Теорию беспоисковых систем с информацией о ЧХ развивали: Красовский А.А., Петров Б.Н., Кухтенко В.И. и др. Интенсивное развитие данного класса адаптивных систем относится к 60-70 годам 20-го столетия.