Чураков Е.П. Оптимальные и адаптивные системы (1987) (1249286), страница 30
Текст из файла (страница 30)
!,т, где тг„. некоторая малая постоянная времеви )йо. ичество параллельных цепей в составе УУ ьлпнгп м„ют из единицу болыие порядка уравнения ОУ что ш лжно щ;особствовать то ~ноьгу приблиткению передаточных функщ и модели и основной системы. Детальпыгг анализ дпнахгщ и СНС данного класса осуществлен в (!9) б.у. СИСТЕМЫ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ (экстремАльные системы) зз г озщиз понятия ов зксгззмхльнык системхк Среди поисковых СПС с оптиьпгзацией качества управления широко распространены системы зкстремалыюго у~ рав.,ения, илв экстремальньп сигтечы Отличите пп ытг признаком этих систем является наличие у объекта управления г готической «ирпктгрпстики с явно вьг)таз..гниьг и экстрежулол, достттгаелщглг лри олредел: ниы.т знпчг, и х аходиьгх игналоа Эть характеристика во времени не оста ется иен пенной: под действием различных причин, которые часто могут быть и ггеизгзестгпз, мохгет изменяться !82 г'"уфофцък пш о кетгс зкстРсмУма, экстРсчал~ ное значение.
'1: Однаг о нсгытц пныт остается сам факт налг чпя зксгрему,'-,',.*:Иа, Система кгт) стгвльпо.:о управ. ения;олжна по мере -,измене«пя статпческнх своиств Ох', сопровождаемого варят ренее пснрогпозир) смыми смещениями экстремальной точу '-'";:„руги, измснягь вхолпгзе сигналы ОУ таким образом, чтобы они соответствовалп эг,стремалы;ои гочкс характеристики „""- ОУ и обеспечивали работу объекта в экстремальном ре- В ог, ичие от систем с настроиьои по характерисликаы ктч~:""! 'ОУ в экстремальных системах экстремальность досюпается ф,. ие за счет изменения параметров УУ, а путетт изменения вхотных сигналов ОУ, и сам критерии оптимальное'и опре ~*,."~;:, делается естествеинымн свойствами ОУ, а не является нс'вт!'-:.,;::.
КУССГВЕННО ВВОЛПМОИ МЕрОН ОТКЛОНЕиня СВОйетВ рсаЛЬНОИ сисгемы и ее модели 11зпкиыер, температура факел» в обычной нагревательной печи ."гтз~!,',. ззви ит,г гоотношени весовых чвггей воздуха и топлива, подаваемых )й)РЬГ в елпк|шу врече:ш Гели в. з лхз ислоствточно, то сюрзет ве вг г топливо, и зго првзалнт к сииз шш ~езшерзтуры факела Ври боль. шоп количе тве воздуха топливо сгорает все, что способствует повышенгп тенте, зтуры, но избы,ок вз духа охлаждает факел Супе стзггт аптнчальное соатиогвение воздуха и г глинн, при кш ра» тгч пера ра факела окззыввстгя нзис льш'т Однзко з о соотна;ение »з яв хе.,я их.
зины Ь ~зк кзк з "юнг и ппз топтшвп ел рз«: и и влзжиости воздухе н д1упгх факт ров Зк.цючзльиое управление Пе „ю вк. ктзг'г я в тзкг в г~ чгнгн ° г,*. тип~с:тго . „лзвзетсго в хз, к р:е,рв любых «вгпппи угл взят гбг е"ят кззп, *.: гь* . тегг:*е; зггру факела В достаточно общем случае будете полагать, что ит:е- :., ется объект (рис. 6.6), на вход которого подается много- ~~~.'.::г, мерный процесс ()(1)=--(иг(1), ит(1),,и (1))г, а с иыхода 4~;""., ,'снимается скалярная вслвчиыа з — 3(Е1(1]), саязанлая с входиыш. сщналами статической зависимостью, которая .',",хг.' прп ггс~ отороп комбинации (иг„, и.х.) входных сигналов :~.',';:,',,',достигает экстремального значения У, Эта зависимость тлг1! Меняется ио времени, но свонство экстремальности сохра ,.у Кается (рис.
6.6). Значенвя входных сигналов и,(1), ф!':,:Утих(1),..., пм(1] должны постоянно и. меняться таким обра'хэг.",:.!::,,Эом, чтобы выходнаа величина 1 имела экстРенальиое Ее' :: б-:,йиачеине в каждый момент вречсни нсзависнчо от изменении характеристики г'(13) Экстремальные снстеьгы широко распространены в про- ыюыцгггенностгг. Принципы экстремального управ.:ения !ю-::г пользуются в схемах экстремальной настройки колебатель- 183 ньтх контураа [19), а системах поворота лопастей гидравлических турбин [14), в схемах экстремального совмещения изображений, при экстремальном регулирования данления в двигателях [19), при экстремальном управ>енин движением объекта по заданному.
курсу [25), а систеязх автоматизации топочных устройств, паровых котлов, химических агрегатов )14) и др. =.'БН— идг,' и(б! г Ркг 66 Ркс 66 Прн построенпк экгтремальньж систем возника>от тс ье проблемы, что и при разработке поисковых систем с н,гпмнзацней качества управления: проблема определения градисята критерия качества, в данном случае вектора Кгаб) (дУ>ди„дУ'ди,...
дУ ди„)', ы и проблема организации движения к экстремуму Обе проблемы решаются с использованием излои енных аышс подходов. Рассмотрим наиболее характерные ситуации. ью ятнкцианькьнмк сккмм пасыакннк одномынык ккстккмькьнмк снетки В настоящее время в теоретическом и практическом отношениях наиболее разработаны проблемы построения одномерных экстремальных систем. Предполагается, что безынерционнын ОУ имеет единственный входнои сшнал и(!), который связан с выходным г(!) функциональным соо>ношением г(!)=У(и(!)), причем функция У(и) прн некотором и==и достигает экстремального зяачения Во времени эта функция подвержена разнообразным зефир мациям, но независимо от них сохраняет экстремал>,ный характер.
Сущность задачи экстремального упраат>сн тя одномерным объектом заключается в формировании такого входного сиптала и(У), который при любых трансформациях функции У(и) соответствует ее экстреьтуму, т. е. с.,слит за всеми эволюциями точки экстремума. >64 В основу синтеза одномерных экстремальных систем :ЭаКЛадмаа>Отея ВЕСЬМЗ ряЗНООбраЗНЫЕ ПрницвтЫ [14.
34), базирующиеся и. и на рг осмотренных вь ше методах поиска экстреьтуьта функции, нлп на менее строгих, но физиче'ски наглядных преаносылках, обусловленных одномерностью ситуации. При отсутствии аычнслнтелеп экстремальь>к(йи>"ные системы строят так, что характер изменения (нараст>>[,"-'; тганне итн убывание) входного сигнала и(г) изменяется ;.'Ь.:;„:.
исакий раз, когда прн поиске минкмума вь>ходкой сигнал '-,~~';-",' начинает возрастать и при поиске максимума. убь>ват>ь Рэ «зу й(г) г иЯ 1 ° 4 Л ку 6 г ,~!', Достаточно общим пырял.е> нем различных принцнпоп по- д 6 строения одномерных систем является структура, пред ставленная на рнс б 7 Схема включает объект управления ОУ, упранля>ощее устройство УУ, григ: ер Тр, резей нын элемсн РЗ, исполнительный ьтеханптм И И Пусть для определенное.и необходимо обсел чита минимум функции (йз,, У(и).
Тогда УУ яыраба>ыаает по.юи итслы~ыУ> нмпутьс всякий раз, когда ныходпой сигнал (!) начинает возрастать Триггер рабо~ает в счетном рсл.нме, т. е. >шоле при>) хода аходно>о импульса изменяет свое состоя>ше на про. тивопото>кное. Как еле>юхане происходи'.
переключение реленного злемен'а, >то прпволнт к реверсу пснолннтель 4) ного механизма. В качестве !.!М мо кно попили>опят дап :.'' газель, аппрокгимпруемын ннтегрнру>ощнч анен>>м и обсс(й печивающий изменение сигнала и(!) с п»стоянной по мо'... дулю скоростью В зависимости от >.онкретпой сх мы УУ получи:от тот к) .
илп иной конкретнып принцип рабо~ы сис>счы !14, 34): 1) системы с днфференциропанисм, которые рса. нруют на знак плн значение пронзаолпои дУ/д(; 2) системы с запо ,;„!.т мин>тянем экгтреяума, реагирующие на разность между наименьшим достигнутым в предыдущие момен>ы времени 'значением функцип У п ее те>.) щпм значением; 3) сищсмы задержкой, рею ирук>щие на знак приращения функция т;.За > еьо»рос аремя, 4) градиентные системы, реа*ирую:;.щпс на знак нлп величину пропзиодной дУУди 166 В система~ с дифференцированием УУ (рнс. 6.8,п) осуществляют операцию дифференцирования критерия качеств( / Величина д!/д! подается на вход РЭ, которьш при срабатывании возбуждает импульснып элемент ИЭ, заставляя его яырабатывать импульс, ревсрснр)ющип нсполнительныи меланизм В результате УУ о~даст ь манлу на реверс всякий раз, когда показате.(ь качества на шнает возраста ь со скоростью, нс мсньшеи парс а срабатывания реле.
Г ( нд УУ ! 7(и(гЛ вр Рз гг е,' И Рнс. ян В систенах с запоминанием экстремума УУ (р(ю 68 б) содержит элемен~ памяти П, ьо(оры(( спроектирован так, что может: апоминагь только те значе ыя вх лно(о сигнала !(и) „которые оказьвагогся меньше хрзняще( (ся в иана(н. Иными словами, запани( анне пропело. ит только прп уменьшении ! Если "е / ((ачинает возрастать, то в памяти ~ранится паях(еньшее значение К г.остигнутое ь моменту г(ачала возрастания. В результате при уменьшении !,и) сигнал на входе РЭ равен нулю, так как в пах(ятп булез содерн азься текущее .(наченне функгип !.
Если ье !(и) начинает возрастать, то возрастаег п сигнал на вхо.(с РЭ прн до(тп(кенни порога срабаты( анна вк.(ючаст р",(ей- 188 .'йьый элемент, что привалит к появлению на выходе ИЭ реглорснрующего импулы.а. Одновременно с реверсом испол;ннтельного механизма выдается команда на сброс памяти, которая практически привод(п к запоминанию пенат рого 'большого числа. После(.яее необходима чля (,рави! ьнои работы системы при эволюция~ экстремальной точки во времени В системах с задержю и уу (рпс.
68,я) со:ержится в(цхх:элеыен( за "ержян ЭЗ в(чхолного сигнала объск а па время т н на вхо,( РЭ подается разносы,текупгего и задержанного й':' '~!.:„,!,',сигналов. Е(ли сш над и(!) н(меняет я гаь, (го /(и(г]) *з: убывает, то разность отрицательна и РЭ нь срзбзтывает :;*~."'=,'!.Если жс /(и(!)) иачш(ех возрастать, то ра(исси, сга (о. ;й,;',*" ,)вится солоха(тельн(и, по приводят ь срабатывани(о РЭ и наяелсннго реверснрующего ((х(н)схьсь ын( рьп умень ;.''.((й(~8 шас ныхогна(( спгн.(л объекте В систгмьх с зад.ря ьан ф част:: сп.нал /(и(!)) регистрируют талька в равнамери((с (е '-:;;;;"., дискретные моменты времени и задержку осуществля(от на 4;;:, ~,::::,,юлин период поступления данных Исполнительны! Мехаз,'),:, нн(ч я таках случаял обычно кзменяст сигнал и(!) ф*; г".:,'*„'' дн((.ратно, шагами пос~оянной ллины Ьи Подобные сист Мы нгзыва(от шиеазы пи В зкстрсх(а .ьиых снстех(ал, реагирующих на знак гра диент.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
