rpd000003061 (161400 (24.05.05).С1 Прицельно-навигационные системы ЛА), страница 6

Для каждого из всех перечисленных вариантов, учитывая, что структура управления определена, путем интегрирования уравнений движения ракеты оцениваются граничные условия и значение критерия. При этом моменты переключения правления варьируются. В качестве окончательного решения выбирается тот вариант, который обеспечивает выполнение граничных условий и минимум критерия. При этом особое управление войдет в структуру управления лишь в том случае, если без него не возможно выполнение граничных условий или при использовании этого управления достигается выигрыш по величине критерия оптимальности.

Экзаменационные вопросы.doc

ТЕМА 1.doc

Тема №1. Роль методов оптимального управления в бортовых информационно-управляющих комплексах ЛА. Место задач и методов оптимального управления в общей структуре методов оптимизации. Математические постановки задач оптимального управления динамическими системами

1.1. Роль методов оптимального управления в бортовых информационно-управляющих комплексах ЛА.

Важными особенностями современной авиационной техники являются повышенные скорости движения и маневренные возможности, широкий круг решаемых задач, высокий уровень безопасности полета. В связи с этим существенно возросли требования к точности и быстродействию измерительных средств при определении пилотажных, навигационных и других параметров движения. Появилась объективная необходимость учета многочисленных внешних факторов и случайных возмущений, использования принципов комплексирования, широкого применения вычислительной техники для обработки, преобразования и отображения измерительной информации.

Специализированные вычислительные устройства и БЦВМ стали базой, на основе которой отдельные датчики и преобразователи информации объединяются в информационно-измерительные системы (ИИС), обеспечивающие регистрацию первичных физических величин, сбор, передачу и совместную обработку измерительной информации, выдачу результатов в форме, удобной для восприятия экипажем, ввода в системы автоматического управления, подачи в другие технические системы ЛА.

В состав бортовых систем самолета входят: информационно-измерительная система воздушных сигналов, информационно-измерительная система предупреждения критических режимов (СПКР), информационно-измерительная система контроля режимов работы силовой установки, топливная измерительно-вычислительная система и ряд других ИИС. В последние годы определилась четко выраженная тенденция интеграции отдельных ИИС в более высокоорганизованную систему-комплекс, называемую бортовым информационно-управляющим комплексом (БИУК), что позволяет решать функциональные задачи оптимальным (с точки зрения выбранного критерия) образом.

Назначение ИУК - объединить в единый комплекс бортовые средства (устройства, подсистемы, системы), служащие для сбора, передачи и обработки информации, формирования и отображения полетной информации, передачи ее в САУ и другие технические системы. Основной связующей частью ИУК является управляющий вычислительный комплекс (УВК), образованный совокупностью используемых вычислительных средств.

Укрупненно структура информационно-управляющего комплекса может быть представлена в виде следующего набора взаимодействующих элементов

Задачи, выполняемые бортовым информационно-управляющим комплексом ЛА достаточно разнообразны. Однако, в конечном итоге его функционирование подчинено главной цели – обеспечению целенаправленных воздействий на объект управления (ЛА) с целью наилучшего (оптимального в смысле выбранного критерия) достижения цели управления. Целью управления может быть: стабилизация регулируемых параметров состояния ЛА, программное (в виде функции времени) и позиционное (т.е. с учетом текущего состояния) управление движением ЛА.

Теоретической основой для формирования наилучших (с точки зрения достижения требуемой цели) управляющих воздействий служат современные методы оптимального управления. Изучение именно этих методов и составляет главное содержание нашего курса.

1.2. Место задач и методов оптимального управления в общей структуре методов оптимизации. Математические постановки задач оптимального управления динамическими системами

Общей целью задач оптимизации является отыскание наилучшего в некотором смысле решения. Среди задач оптимизации выделяют следующие группы группы:

• статические задачи оптимизации, целью которых является отыскание наилучшего в некотором смысле решения, за счет выбора комбинации регулируемых переменных, доставляющих экстремум некоторой целевой функции. Особенность статических задач оптимизации проявляется в том, что значения регулируемых переменных рассматриваются в некоторый фиксированный момент времени, поэтому статические задачи оптимизации иногда называют одношаговыми задачами оптимизации

- динамические задачи оптимизации (вариационные), возникающие тогда, когда регулируемые переменные, за счет выбора которых достигается то ли иное качество решения, зависят от времени. По этой причине динамические задачи оптимизации иногда называют многошаговыми задачами оптимизации.

Статические задачи оптимизации

В свою очередь статические задачи оптимизации включают в себя:

• задачи безусловной оптимизации

• задачи условной оптимизации (задачи математического программирования).

Задача безусловной оптимизации формулируется следующим образом: необходимо найти такой вектор с компонентами , который минимизирует (или максимизирует) скалярную целевую функцию

.

Решение задач безусловной оптимизации достигается на основе использования необходимых условий экстремума, реализация которых приводит в конечном итоге системе нелинейных алгебраических уравнений относительно неизвестных .

Задача математического программирования в общей постановке формулируется следующим образом: необходимо найти такой вектор с компонентами из некоторого допустимого множества , задаваемого в виде ограничений

,

который минимизирует (или максимизирует) скалярную целевую функцию

.