Простая система с обратной связью

Рис.2. Система управления с обратной связью

Работа блока F определяется не только заложенными процедурами, но и наблюдаемыми ситуациями. Появление их внутри СУ определяется обратными связями.

Формальная модель - алгоритм. В частности, автомат с активными входами. Такой автомат задается тремя конечными множествами:

• входов X={x₁,x₂,...,x_k},
• состояний Z={z₁,z₂,....,z_n},
• выходов Y={y₁,y₂,....,y_m}

и двумя функциями:

• функцией переходов: Y_i^t+1 = f_i(x₁^t,..., x_k^t; y₁^t,..., y_k^t), i=1,..,n
• функцией выходов: Z_j^t+1 = φ_j (x₁^t,..., x_k^t; y₁^t,..., y_k^t), i=1,..,m

Рассмотренные системы называются F-системами.

Системы с адаптацией
Введем блок А - адаптер.

Рис.3. Система управления с адаптацией

Назначение адаптера - выбор определенной совокупности процедур, реализуемых в F из множества потенциально допустимых процедур на основании анализа наблюдаемых ситуаций.

Пример, в качестве F - автомат вероятностного типа: два состояния и два выходных сигнала, соответствующих этим состояниям. Граф переходов этого автомата, если через - вероятности смены состояний (q_ii).

q₂₁

Если q_ii и q_ij не меняются, то процедура выдачи сигналов из F остается неизменной. Автомат является автономным и СУ оказывается разомкнутой F-системой. Введем адаптер. Его роль сводится к формированию новых значений q_ii и q_ij на основе сигналов, поступающих от ОУ и среды. Пусть это сигналы двух типов: воздействие F на ОУ y₁ - "благоприятно" и y₂ - "неблагоприятно". При появлении сигнала адаптер проверяет в каком состоянии находится в данный момент автомат. Если автомат производит действие, то есть находится в состоянии y₁, то адаптер поощряет пребывание в нем, увеличивая вероятность q_ii на некоторую δ, а вероятность q_ij уменьшает на δ. При получении y₂ - все наоборот.

Примером адаптации непрерывной системы является автоматическое изменение уставов регулятора при использовании линейного регулятора для управления нелинейным объектом. Почему процедуры адаптера отделены от процедур блока F? Есть два соображения на выделение. Во-первых, интенсивность работы адаптера существенно меньше интенсивности работы других блоков СУ. Во-вторых, сложную систему значительно легче построить из простых систем.

Системы с адаптацией называются F-A-системами.

Модельные системы управления.
Включим новый блок M, называемый моделью.

Рис.4. Система управления с модельным представлением знаний

Еще раз напомним, что модель содержит совокупность определенных знаний об ОУ. Проиллюстрируем необходимость выделения знаний из F в специальный блок М.

Пример. Пусть процесс описывается уравнением H (h₁,h₂,..., h_s, g)=0. Здесь h_i аргументы, получаемые из наблюдаемой ситуации, a g значение, которое необходимо вычислить для СУ. Если представить исходное уравнение в виде, разрешенном относительно g, то есть как g=Q (h₁,h₂,..., h_s), и для решения этого уравнения написать алгоритм, то этот алгоритм может быть включен в состав процедур, реализуемых блоком F.

Если же исходное уравнение не удается решить относительно g, то поиск значений g может осуществляться способом перебора. В этом случае в F содержится процедура для этого перебора, а соотношение Н=0 хранится в модели.

Что показывает этот пример? Во-первых, представление знаний об объекте в модели более компактно. Хранение знаний в моделях называется декларативным представлением, а хранение их в описании алгоритмов - процедурным представлением знаний. Во-вторых, появление модели М в структуре СУ приводит к необходимости организовать поиск знаний в этой модели. Этот поиск осуществляется блоком F. Сменить информацию в М гораздо легче, чем написать новые процедуры для блока F.

Эти системы называются F-M-системами.

Дата добавления: 2014-01-11