Виды и источники неопределенностей. Виды возмущений. Основные классы адаптивных систем. Отличие поисковых и беспоисковых систем с самонастройкой. Особенности прямого и непрямого адаптивных подходов, страница 2

Определение. 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 оптимальных в определенном смысле характеристик 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.

Динамическая система, состоянием которой требуется управлять, описывается уравнениями состояния

                                                (1)

где θвектор параметрических возмущений,   хÎRn , yÎRl , uÎRm , θÎRr

Вектор – функции f, g предполагаются известными, но зависимость f и g от параметра времени t отражает некоторую неопределённость по параметрам и внешним условиям. В реальных условиях параметрические и аддитивные возмущения ограничены.

                                               (2)

В простейшем случае цель управления задаётся в виде неравенства

,                   (3)

гдеQ – целевая функция, δq – допустимое значение целевой функции.

Желаемое поведение системы может быть задано с помощью эталонной модели

                                         (4)

гдеxмÎRn – вектор состояния модели, yмÎRl – вектор выходных переменных модели.

Задача синтеза адаптивной системы управления состоит в определении алгоритма управления                                                          (5)

и алгоритма адаптации                                (6)

которые обеспечивают достижение поставленной цели в системе (1), (4)-(6) для любых возмущений из ограниченного множества (), где Wq- ограниченная область значений q, в которой выполняется неравенство (2).

Система (1), (4) - (6) называется адаптивной в классе Wq по отношению к цели (3), если для любого qÎWqи при любых н. у. x(0), u(0), k(0) вып-ся неравенство (3).

Формулировка постановки задачи неадаптивных систем: Необходимо определить структуру и параметры регулятора, обеспечивающих выполнение требований  и tП  ≤ tП * , σ ≤ σ* в условиях действия возмущений и помех измерения

1 отличие: в адаптивных системах нужно определить алгоритм управления и алгоритм адаптации, а в неадаптивных системах только алгоритм управления;

2 отличие: задача адаптивного управления ставится в классе параметрических и аддитивных возмущений, обладающих определенными свойствами (ограничения).  


4)       Основные классы адаптивных систем.

Основные классы адаптивных систем приведены на рисунке.

 В системах с самоорганизацией в процессе нормальной работы происходит формирование алгоритма управления, т.е. происходит изменение струтктуры управляющего устройства. Примером является система с переменной структурой. Частный случай систем с переменной структурой – система со скользящими режимами.

В системах с самонастройкой структура регулятора, как правило, задана, и перестраиваются лишь коэффициенты закона управления для достижения цели управления.

В поисковых системах с самонастройкой происходит изменение параметров управляющих устройств в зависимости от оптимума функции, связанной с характеристиками ОУ. В построении поисковых систем используются поисковые методы. Простейшими поисковыми сис-ми явл-ся большинство экстремальных систем.

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 модели) так, чтобы свести рассогласование к нулю или допустимо малой величине.

В беспоисковых системах с настройкой по частотным характеристикам (ЧХ) задаются эталонные значения, например, сдвига по фазе или амплитуды для замкнутой системы, и они сравниваются с текущими значениями, и коэффициенты регулятора перестраиваются на основании их рассогласований. Текущие значения ЧХ можно измерить с помощью узкополосных фильтров, корреляционным методом, методом синхронного детектирования.