Основные понятия теории управления., страница 5

Системы с поиском экстремума показателя качества.

Применяется  в системах автоматической настройки радиоприемника. Экстремальное управление начинают с поиска – выполняют пробные движения в каком-либо выбранном направлении, затем анализируют реакцию системы на эти пробы и по результатам анализа вырабатывают управляющее воздействие в виде импульса, приближающего систему к экстремуму.

Оптимальное управление

В таких системах имеется понятие критерия оптимальности, вычисляемого на основании информации о текущих координатах системы и о внешних воздействиях. Вычисления производятся счетно-решающим устройством для всей области задаваемых граничных условий выходных координат и внешних воздействий. Счетно-решающее устройство по заложенной в него программе вычисляет оптимальное управление ξ. Оптимальные системы могут быть разомкнутыми и замкнутыми.

Адаптивные системы.

В реальных условиях внешние воздействия иногда приводят к изменению не только координат, но и параметров системы (коэффициентов уравнений).

Системы, автоматически изменяющие значения своих параметров или структур при непредвиденных изменениях внешних условий на основании анализа состояния или поведения системы так, чтобы сохранялось заданное качество ее работы, называются адаптивными. Обычно адаптивная схема в качестве ядра содержит схему, реализующую один из фундаментальных принципов управления, а контур адаптации пристраивают к ней как вторичный, осуществляющий коррекцию параметров. Адаптивные системы применяются в управлении баллистическими ракетами.

4. Понятие устойчивости. Равновесные состояния. Мера статической устойчивости объекта.

Устойчивость  - способность объекта  возвращаться в состояние равновесия после исчезновения внешних сил, которые вывели его из этого состояния. Если система неустойчива, она либо удаляется от состояния равновесия, либо допускает вокруг него недопустимо большие колебания.

Простейший пример – шарик, находящийся поверхности различной кривизны в поле тяготения, получивший импульс силы в горизонтальном направлении.

Устойчивость системы зависит от  направления дисбаланса энергии, полученного в результате вывода ее из равновесия.

Для изучения характеристик подвода и отвода вещества или энергии в объекте рассмотрим систему, состоящую из расходного бака, подводящего и отводящего трубопроводов, снабженных управляемой арматурой (рис1.5).

Рис.5

Имеется расходный бак, из которого расходуется то или иное количество жидкости, и в который по мере надобности такое же количество жидкости  добавляется.

Расход жидкости зависит от положения выходного крана М и уровня в баке Н.

При постоянной площади сечения трубопровода расход пропорционален скорости W.

Будем считать, что сопротивление на выходе сосредоточено в выходном кране М.

Тогда    

Подвод жидкости не зависит от уровня Н, а зависит только от выходной координаты регулирующего органа Yро.

Известно, что:

-  при расчетном уровне Нр=4 Gотв =2.

- в равновесном состоянии при максимальном открытии впускного и выпускного кранов уровень в баке Н = 4.

Схема построена по закону разомкнутого управления (рис. 6).

Рис. 6. Структурная схема системы управления

Построим характеристики отвода и подвода жидкости  для трех различных положений арматуры на подводе и отводе: от полностью открытой до открытой на 1/3 (рис. 7)

Рис.7 Расходные характеристики системы управления.

Из расходных характеристик следует, что при соответствии регулирующих органов на подводе и отводе одинаковому расходу, в баке будет поддерживаться расчетный уровень Н= 4.