Optimal va adaptiv boshqaruv tizimlari

“Optimal va adaptiv boshqaruv tizimlari” fanidan ma’ruzalar.
Ma'ruza 1. Kirish. Moslashuvchan boshqaruv tushunchasini shakllantirishning asosiy tushunchalari va yondashuvlari
Hozirgi vaqtda adaptiv boshqaruv kontseptsiyasini ob'ekt modellari to'g'risida to'liq bo'lmagan ma'lumotlar (apriori, joriy) sharoitida va tashqi muhitning tizimga ta'sirini hisobga olgan holda umumiy qabul qilingan boshqaruv sifatida ko'rib chiqish mumkin. Bir qator mutaxassislar ushbu vaziyatni " simulyatsiya qilinmagan dinamika" atamasi bilan tavsiflaydilar. Ob'ektning matematik modelining noaniqlik turlarini tanlaymiz, ularning xatti-harakati bir qator boshqarilmaydigan omillarga bog'liq (ularning umumiyligi c Ō _c vektoriga birlashtiriladi ) _.
a) parametrik noaniqlik, ya'ni bilan noma'lum kvazstatsionar vektor, ya'ni . deyarli doimiy yoki tizimdagi jarayonlarga nisbatan sekin o'zgaruvchan, ob'ekt tenglamalarining koeffitsientlari;
b) signal noaniqligi, ya'ni c - vaqtning o'lchanmagan funksiyasi, ya'ni. c = c (t);
v) funktsional noaniqlik, ya'ni vektor bilan zavod holati o'zgaruvchilari yoki o'lchangan zavod kirish-chiqish o'zgaruvchilari noma'lum funksiyasi .
ob'ekt va uning ishlashining tashqi muhiti to'g'risida to'liq bo'lmagan ma'lumotlar bilan talab qilinadigan texnologik maqsadga erishishga qaratilgan , agar tizim harakatining ba'zi bir mos yozuvlar modeli berilgan bo'lsa. . Aprior va joriy ma'lumotlarning to'liq emasligi, odatda, quyidagilarga taalluqlidir: 1) kirish mustaqil o'zgaruvchilar to'plami va bog'liq yoki boshqariladigan chiqish o'zgaruvchilari to'plamining blok diagrammasi yoki grafigi ko'rinishidagi sabab-natija munosabatlarining tuzilishi; 2) cheklash tenglamalari, algoritmlari, cheklash operatorlari; 3) aloqa tenglamalarining parametrlariga, masalan, differensial tenglamalar koeffitsientlariga.
Keng ma'noli ma'noda biz moslashishni boshqarilmaydigan tarzda o'zgarib turadigan dinamik, termodinamik, informatsion va boshqalarning ishlashi sharoitida maqsadli moslashish, o'z-o'zini tashkil etish yoki gomeostaz (texnik, axborot, biologik va boshqalar) deb ta'riflaymiz. tizimlari.
Dinamik ob'ektlarning matematik modeli haqida to'liq bo'lmagan ma'lumotlarga ega bo'lgan vazifalar va boshqaruv muammolarining xususiyatlari. Amalda, ob'ektiv sabablar mavjud, buning natijasida o'lchangan signal o'zgaruvchilari bo'yicha fikr-mulohazalar asosida zarur boshqaruv maqsadlariga erishish uchun klassik yondashuvlar nazorat tizimlarini axborot bilan ta'minlashning apriori va joriy to'liq emasligi sababli etarli emas. Bu to'liqsizlik shundan kelib chiqadi
boshqaruv ob'ektlarining ko'p o'lchovliligi va ko'p bog'liqligi (OC);
b) ob'ektning vaqt va chastota xarakteristikalarining boshqarilmaydigan statsionar emasligi ;
v) buzilishlarning stoxastik tabiati va birinchi navbatda, tashqi muhit ta'siri;
d) ob'ekt modelining matematik tavsifining nochiziqliligi.
Kursning ko'p qismida adaptiv boshqaruv tizimining ( ACS ) asosiy tuzilishi uning eng umumiy shaklida tasvirlangan. 1. Yuqoridagi sxemaga muvofiq adaptiv tizimlarni sintez qilish asosiy sxemani ( MC ) tayinlash yoki sintez qilishni o'z ichiga oladi, bu ulanishlar, boshqaruv elementlari va ushbu tenglamalarning  bilan qabul qilinadigan parametrlar diapazoni berilgan tuzilishga ega ob'ektni o'z ichiga oladi . Vektor kirishlari r, f mos ravishda o'lchangan va o'lchanmagan tashqi buzilishlarni ifodalaydi. Shu tarzda ko'rsatilgan ob'ekt modeli uchun klassik boshqaruv nazariyasi usullari qo'zg'almas yoki erkin tuzilishga (algoritm) va sozlash parametrlariga ega bo'lgan boshqaruvchi (P) ni sintez qilish uchun ishlatiladi b. Xususan, sobit r ₀ , f _{0 uchun 0}  optimal boshqaruvchi qaysidir ma'noda sozlash parametrlariga ega . Statsionar r, f holatida c \u003d c (t) tizimining ishlashi paytida parametrlarning nazoratsiz o'zgarishi bilan asosiy kontaktlarning zanglashiga olib keladigan optimal holatini saqlab turish uchun boshqaruvchi parametrlarini sozlash kerak. . Bu yerda ikkita sozlash rejimi mavjud.

Guruch. 1. Moslashuvchan boshqaruv tizimining asosiy tuzilishi diagrammasi.
Bu erda OK - asosiy kontur; OS - boshqaruv ob'ekti; R - regulyator;
AA - moslashish algoritm bloki.
Ob'ektning kvazstatsionarligi gipotezasi bajarilgan taqdirda "bosqichma-bosqich" boshqarish rejimi . Bu gipotezaga ko'ra, c(t) parametrlar vektorining o'zgarish tezligi cheklangan va c(t) ning o'zgarishidan kelib chiqadigan vaqtinchalik jarayonlar tezligidan ancha past. Keyin adaptiv nazorat ikki bosqichda amalga oshirilishi mumkin: birinchidan, ob'ekt smeta shaklida parametrlarning joriy qiymatini aniqlash uchun "o'rganiladi" (1-bosqich); keyin, kvazstatsionarlik oralig'i bo'yicha smetadan foydalanib , zarur parametrlar bilan boshqarish algoritmi (erkin tuzilishga ega bo'lgan boshqaruvchi) shakllantiriladi yoki sobit tuzilishga ega bo'lgan qabul qilingan nazorat qonuni uchun optimal sozlash parametrlari vektori hisoblanadi. ba'zi optimallashtirish usuli (2-bosqich). Bunday adaptiv nazorat qilish rejimi identifikatsiya qilish rejimi deb ataladi .
2. Ob'ekt parametrlarining noma'lum vektorining o'zgarish tezligi c(t) tizimdagi jarayonlar tezligi va o'zgarish tezligi bilan taqqoslanadigan bo'lsa, ob'ektni bir vaqtning o'zida "o'rganish" va uni boshqarish rejimi. ­sistemaga g(t), r(t), f(t) tashqi ta'sirlar. Bunday hollarda kvazstatsionarlik gipotezasi , qoida tariqasida, bajarilmasligi mumkin va shuning uchun adaptiv boshqaruvni identifikatsiya qilish rejimini amalga oshirib bo'lmaydi. Ob'ektni bir vaqtning o'zida o'rganish va nazorat qilish rejimida adaptiv boshqaruv muammosini hal qilish qabul qilingan funktsiyaga muvofiq avtomatik raqamli optimallashtirish muammosini hal qilishga qisqartiriladi . Ushbu moslashuvchan boshqaruv strategiyasi to'g'ridan-to'g'ri yondashuv deb ataladi.
Shunday qilib, har ikkala ish rejimiga xos bo'lgan moslashuvchan tizimlarning ikki darajali tuzilishi. Birinchi darajada - asosiy kontur darajasida - ob'ektning matematik modeli uning parametrlarining cheklangan o'zgarishi maydoni bilan apriori to'plamdir s = s (t)  . Ikkinchi darajali algoritmga ko'ra - moslashish algoritmi (AA) - asosiy tsikldagi kontrollerning b parametrlari vektori noma'lum oqim qiymatlarida c nazorat maqsadiga erishishni ta'minlaydigan tarzda o'rnatiladi. (t) identifikatsiyalash (bilvosita) yoki to'g'ridan-to'g'ri yondashuvdan foydalangan holda.