Солодовников (950639), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Задача координирующих переменных состоит в том, ,.„'','обеспечить удовлетворение ограничений между система„...,,ак как только в этом случае локальные решения позволят „,в7ь глобальную задачу. Г1оэтому определение координнрую"переменных может рассматриваться как основная задача ..Та данного класса иерархических систем ',рй решении этой задачи используют слепую!дие два прин- ,:),-,:Принцип прогнозирования взаимодействий, когда верхний дннирующн!! уровень, или координатор, задаст обе пере,'Ые Лв(!) и з,(1). Принцип назван так потому, что коордн- 29 †3! натор прогнозирует значение переменной взаимодействия э, В ', рачим это значение через з,(Л,).
При этом задача каждой подсистем нижнего уровня будет состоять в том„чтобы, по зуясь з,,(Л,) и Л„определенными на верхнем уровне, найти оп „', мальное управление и,. Выразим через п(х*, и*) действитед', ное значение з»(1), соответствующее найденному таким образ, '„:' оптимальному управлению.
Тогда, согласно принципу проси,''',) зирования, глобальная задача оптимизации может с»ш»а»ьс!, решенной, сслн з(Л) ==я(х», и'*) т. с. если координатор вычислил значение Л(1), позволяюп1е' ему точно предсказать значение координирующей псремсннпэ' (1); 2) принцип баланса взаимодействий, когда координате"' определяет только Л;(1), з,(1) принимается на нижнем уров" как добавочная управляющая переменная. Принцип назван та'"'- потому, что приводит к решению глобальной задачи прн д''-г стижении баланса взаимодействий между подсистемами Д-'' пустим, что каждая подсистема трактует з;(1) как управля ' щую переменную.
Выразим через з(Л, и») значение з(1), и"' лученное при этом в результате решения всех локальных зада оптимизации. Определим теперь истинное значение з(/) и вц», разим его через з(х", и*). Тогда принцип баланса подтпе!пк,, дает, что условие получения решения глобальной задачи св6» дится к равенству з(Л, и*) =е(х*„ и*) Таким образом, задача верхнего уровня для обоих прин) ципов состоит в таком определении Л„ при котором ограш»че;,' ния на взаимодействия удовлетворяются. Но Л(1) и з(1) пг!»аЮй» различные роли в процессе координации.
Вектор з(1) тесне..., связан с подсистемами нижнего уровня в принципе баланса' взаимодсиствий, и его выбор определяется минимизацией лп':; кальных критериев, между тем как Л(1) выбирается управ".„; ляющнм ус»ройством верхнего уровня, причем именно от Л(6"„:; а не от з(1) в первую очередь зависит экстремум глобальп~:-:~ Го критерия. Сравним принципы баланса (ПБ) и прогнозирования (П(!)~)!' взаимодействий в двухуровневой системе.
Память. На первом уровне оба принципа прсдъявлян»т пР"':,'" близитсльно одни и те жс требования к памяти ЭВМ. В сл1ча ПБ необходимо хранить в памяти текущую и предьц»упб~""! траектории ошибки з(1). Так, например, если вектор па»им~.::: действия имеет порядок г, а интервалы интегрирования дискретных точек, то метод наискорейшего спуска обуслоптх -;: хранснием в памяти (1+2»)т данных. Так как вычисл»п ,п»Ф ' 450 -"' ром уровне проводятся последовательно, то некоторая ':::::памяти может быть общей для обоих уровней и требует '-"'~гг ячеек. я вычислений.
На первом уровне время вычислений " 'вительно одинаково для обоих принципов. Но на втором ""'. ПБ требует ~больше времени, так как для определения ';:необходимы 3 — 4 повторных вычисления. Если вычисле'н нижнем уровне требуют р операций умножения, то на ""..Зр умножений для определения длины шага, плюс 'рое число операций для определения множителе»! Лаг", Для реализации ПП на первом уровне необходимо " ' р операций умножения ''Нм образом, ПБ требует на 2(! больше операций умно";:: Следовательно, в случае ПП обеспечивается более 'фн сходимость решении прн таком же объеме памяти.
' ':льзование изложенных принципов позволяет заменить 'х)ольшую проблему Р«последовательностью подпроблем координации) Рь..., Рч. Так как время вычислений зависит от размерности задачи нелинейно, то решение ':,'Рь ..., Р«проще, чем проблемы Р«. Преимущество ока'«я подавляющим при больших Я. Однако необходимость ациях и координации указывает на то, что всякая эко';:::н вычислениях зависит от конкретнои системы.
Деком'я безусловно выгодна, если задачи не только имеют размерность, но и менее сложны, чем проблема Р,. ','.имущество алгоритмон декомпозиции состоит в возмож„';полу»»ения решений Р, независимо от Р,, Таким образом, блсма Р, требует большей памяти, чем имеется в на,' 'то для решения каждой из задач Р, на отдельном проэта память достаточна.
Согласно имеющимся алгони координатор, нп локальные регуляторы не долж',", 'ь «осведомлены» о проблеме Р„, в частности о полной системы (свсдения о модели децентрализуются). Контрольные вопросы .Что такое «иерархическая система управления»2 ;.Что такое «распределенная система управления»» :;:Назовите уровни иерархических систем управления.
»»»»рзвннтс принципы координации целей (баланса) н проапия (экстраполяции) взаимодействий. »-',Окарактсризуйте состав, структуру, алгоритмическое ,.*кение для оптимального управления иерархи »вскипи 'деленными системамн 1::Каковы требования к программному обеспечению при , нровании РСУ2 ",„"»аковы основные особенности РСУ2 16. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Г!роектирование сложных систем — трудоемкий и длил ный процесс, поэтому заложенные в них идеи часто уела, """ вают еще до ввода их в эксплуатацию.
Кроме того, волн число лиц, занятых в сфере технического проектировани л; стоянно возрастает и время, сложность, а также стоимость осуществления, В процессе создания новой техники (на 'ь ст'-.",!„ исследование — проектирование — производство) сдержллллаз 'л щим фактором является медленное освоение научных доселл ний. с еллхле,", з Развитие ЭВМ, периферийной аппаратуры, алфавитно-ллвл)):„': ровых н графических дисплеев, а также персональных компь'"-' теров открыло широкие перспективы автоматизации процл с: проектирования — в первую очередь его рутинных, формалпз лз сс)( мых этапов.
Г!рименение систем автоматизированного проект': рования (САПР) позволяет: ускорить и улучшить процесс прф' ектировання; уменьшить его стоимость; осуществить сложи"" расчеты на ЭВМ; снизить число ошибок при расчете сложи '" систем; быстро выполнять несколько вариантов расчетов и" изменении постановки задачи, критериев, технических средст'" получить детальную документацию для всех стадий проек.лир"' ванин (с помощью базы знаний н банка данных). Вначале термин «автоматллзация проектллрования» (АП; применялся в тех случаях, когда ЭВМ использовались для рза". четов, связанных с проектированием.
Теперь этот .герм приобрел более специфический смысл, так как относится интерактивным, т. е. человеко-машинным, системам. С помощь „' АПР разработчик при проектировании объектов использует и ", вые идеи и технические средства в графической форме, чт., облегчает проведение анализа и синтеза. Кроме того, АПР и,: зволяет создать необходимую документацию н проверить полу:. ченные результаты. Развитием АПР явилась разработка свете„л автоматизированного проектирования (САПР). САПР— это система проектирования, в которой осущес" ллем';.
по рациональное распределение функций проектирования алея(г',: ду инженером и техническими средствами. При этом проси™.:: рованпе рассматривается как единый процесс — от разработ"";";;:: техническоло задания до изготовления конструкторской дой:;.":! ментацни. САПР можно определить и как человеко-машинный прллбалем,.""," но-орнентированный комплекс, представляюлцнй собой авто"ла ~ тизированную систему управления таким технолопщ'ск" =", процессом, как создание технической документации, необхллд~';4 мой при изготовлении проектируемого объекта.
< ',:,. 16.1. Сущность процесса проектирования '; влевию любого объекта, уже задуманного человеком„ яг предшествует проектирование. Цель этого процесса со';.в том, чтобы на основе априорной (исходной) информаац"также апостернорной (дополнительной), полученной при тке проекта, представить наиболее полное описание '"аз в виде технической документации, улловлетворяющее ва"м требованиям и ограничениям. ".'мплект документации должен быть достаточным, чтобы с «;молцькл можно было ' "оценить принцип и целесообразность создания обьекта '.йстемы (аванпроект пли технические предложенлля по со" ' системы, содержалцие технико-экономическое обоснова:.";"-'некоторые наиболее важные методы и способы решения 'ых задач); "',';.определить способы технического решения основных про';;цо создапнло объекта и его систем управления (эскизный ':,т),; '~'точно представить весь объект, его подсистемы, блоки, ' ства и детали (техннческий проект), а также взаимодей"подсистем со средой на всех режимах работы (в том чис!Воварийных).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
