Проблема математического описания ОУ является частью общей задачи оптимизации, которая для определенной части объектов естественным образом распадается на две составляющие, а именно:
- построение оптимальной оценки вектора состояния объекта и его неизвестных параметров (задачи идентификации) и конструирование оптимального регулятора.
Вместе с тем для достаточно широкого класса объектов, в частности технологических процессов и производств, задача оптимизации не может быть решена столь упрощенно. Для таких объектов задача идентификации и математического описания выделяется в самостоятельную задачу, являющуюся основной при осуществлении оптимизации.
Реально эффективность идентификации объектов во многом зависит от удачно выбранного языка и структур моделей, которые целиком базируются на теоретических априорных предпосылках.
Даже в уникальной по своей сложности, а поэтому еще не решенной задачи разработки математической модели в деятельности оператора в сложных человеко-машинных системах (ЧВС) эмпирический подход не редко менее плодотворны, чем подход, основанный на сочетании теоретических положений психологии и физиологии человека с идентификацией.
В практических случаях построение моделей часто предполагает использование экспериментальных данных о входных и выходных переменных объектов.
Эффективным средством экспериментального получения этих данных являются вероятности методов, которые предполагают использование либо активных экспериментов, спланированных оптимальным образом, либо пассивных экспериментов с последующей статистической обработкой результатов этих экспериментов и получения достаточно объективной информационной структуре и свойствах исследуемого объекта.
В связи с широким внедрением экспериментально-статистических методов в практике научных инженерных и технологических исследований особое значение приобретает рассмотрение теоретических и методических описаний ОУ. В частности при идентификации типовых технологических процессов можно выделить следующие основные этапы исследования:
1. Предварительное изучение объекта, его структуры и технологии, формулировка задачи исследования и определения кругов решения вопросов.
2. Предварительные экспериментальные исследования, уточнение задачи исследования, выбор параметров и изучение их характеристик. При исследовании характеристик предварительно следует определить интервал съема данных, места контроля, объем требуемой информации и т.д.
3. Формирование требований, к математическому описанию объекта исходя из предполагаемых задач исследования, а также выбор метода получения экспериментальной информации и определения методов обработки.
4. Исследование и анализ полученной модели и проверка ее адекватности реальному объекту.
Лекция № 2.
Построение математических моделей объектов и систем на основе экспериментальных данных.
Как известно первичными моментами в процессе тех или иных объектов, является результат наблюдения представляющие собой отправной пункт построения некоторой модели явлений и процессов. А затем осуществляется переход от полученной модели к практической деятельности.
В общем случае каждый отдельный результат наблюдений является достаточно случайным, поэтому построение адекватной модели реального объекта может быть осуществлено на основе многократных наблюдений.
Случайность каждого результата наблюдения объясняется с одной стороны принципиальной невозможностью учесть все многообразие имеющихся факторов, а с другой стороны несовершенством средств наблюдений.
Построение модели по результатам наблюдения представляет собой формализацию необходимую для определения основных признаков, параметров и закономерностей, присущих объекту и для оценки возможностей отбрасывания второстепенных факторов.
Для одного и того же объекта, в зависимости от конкретных требований и типа решаемой задачи может быть построен целый ряд моделей различной сложности.
Последнее время в связи с представлениями более высоких требований процессу управления, задача построения адекватных моделей становится все более важной. Поскольку без ее решения нельзя обеспечить требуемые качества управления.
Для построения моделей объектов могут быть использованы, как теоретические, так и экспериментальные методы.
Опыт проектирования различных технических систем убедительно показывает, что нельзя построить адекватную модель только на основе изучения физических процессов в системе.
Поэтому такая модель, как правило, существенно отличается от реальной системы, что на практике снижает качество управления.
Данные обстоятельства и привели к возникновению важного направления в теории, а именно к теории идентификации.
Предметом теории идентификации являются методы определения математических моделей объектов различной природы по результатам их экспериментальных исследований.
В настоящее время значительный объект задач идентификации решается
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
