Адаптивные системы автоматического управления. Методы самонастройки

 

При разработке САУ для объектов с заранее неизвестными или изменяющимися в течение времени характеристиками используются принципы адаптации. САУ, построенные по этому принципу, называемые адаптивными или приспосабливающимися. Алгоритм управляющего устройства в них автоматически изменяется целенаправленно для осуществления успешного или в каком-либо смысле наилучшего управления объектом. При этом характеристики объекта или воздействий внешней среды изменяются случайным образом.

Адаптивные системы могут быть подразделены на:

· самонастраивающиеся

· самоорганизующиеся

· самообучающиеся

Самонастраивающиеся – адаптация при изменении условий работы осуществляется путем изменения параметров и управляющих воздействий.

Самоорганизующиеся – адаптация осуществляется за счет изменения не только параметров и управляющего воздействия, но и структуры. Более сложные чем самонастраивающиеся.

Самообучающиеся – оптимальный режим работы управляемого объекта определяется при помощи управляющего устройства, алгоритм которого автоматически целенаправлено совершенствуется в процессе обучения путем автоматического поиска.

Самонастраивающиеся делятся на поисковые (экстремальные) и беспоисковые (аналитические).

В экстремальных системах изменение параметров управляющего устройства или воздействия осуществляется в результате поиска условий экстремума показателей качества. Поиск условий экстремума здесь осуществляется с помощью пробных воздействий и оценки полученных результатов.

В аналитических системах определяются параметры управляющего устройства или воздействия производится на основе аналитического определения условий, обеспечивающих заданное качество управления без применения спец. поисковых сигналов.

Если динамические свойства объекта и системы меняются во времени, то регулятор с неизменяющимися настройками не может обеспечить оптимальный режим работы объекта. В этом случае необходимо использовать адаптивные системы (системы с самонастройкой).

Из-за недостатка априорной информации при оптимальном управлении объекта с переменными параметрами необходимо решать две задачи:

1) Изучение объекта в процессе его функционирования для получения дополнительной информации.

2) Управлять им

При разработке самонастраивающихся систем всегда стремятся к простоте. Разработка специального устройства, в котором частотные или амплитудные изменения входного сигнала приводят к автоматической перестройке постоянных времени или К_УС (или и то и др.).

По фактору, обуславливающему применение элемента настройки, системы делят:

· самонастраивающиеся по сигналу внешнего воздействия;

· самонастраивающиеся по динамическим характеристикам;

· комбинированные.

По способу воздействия элементов самонастройки на систему:

· системы с автонастройкой параметров

· с автоматической настройкой структуры