Определение программного движения и управление движением

Потребности ракетной техники привели к совершенно новым задачам, поскольку кратковременное движение ракеты рассматривается как единый переходный процесс. Здесь возникла еще одна задача – оптимизация параметров траектории, обеспечивающих минимальные затраты топлива для достижения цели – отыскание программного управляемого движения.

Таким образом, появились две тесно связанные между собой задачи – определение программного движения и управление этим движением.

Из необходимости решения проблемы расчета траектории, обеспечивающей достижение цели управления с минимальными затратами возникла новая научная дисциплина – оптимальная теория управления.

Разделение процесса управления на управление программным движением и последующую коррекцию с помощью механизмов управления стало основой синтеза больших управляемых систем.

Задачи расчета программных траекторий носят вариационный характер (задачи на быстродействие), но на управления накладываются ограничения (естественные технические требования), что исключает возможность непосредственного использования методов вариационного исчисления – эти задачи присущи методам теории управления.

Стохастические системы. Если в правую часть уравнения (1) входит случайная вектор-функция ξ = ξ (t), то и процесс изменения фазового вектора х = х (t) оказывается случайным. Таким образом, общей задачей теории управления оказывается задача управления случайным (стохастическим процессом). Часто такие задачи сводятся к последовательному исследованию детерминированных задач (редукция).

Предположим, что наша цель – перевести систему

x = f (t, x, u, ξ)(3)

за время Т из состояния х (0) = х₀ в состояние х (Т) = х_Т. Поскольку система (3) находится под воздействием случайных воздействий ξ (t), то каково бы ни было управление, фазовый вектор х (t) будет также случайной функцией времени.

Поэтому мы не можем формулировать цель управления в детерминированной форме и условие х (Т) = х_Т нужно заменить каким либо требованием, сформулированным в вероятностной форме, например, матожидание функционала I.

В простейших случаях управление может ограничиваться только направленными физическими воздействиями (сортировка деталей по какому-либо принципу), в общем случае управление обязательно включает информационное воздействие.

Для сложных систем необходимо, чтобы в системе происходило моделирование внешней среды, моделирование функционирования самой системы, процессов их взаимодействия и прогнозирование возможных результатов управления - управление вырабатывается на основе описания процессов в системе.

Если такого описания нет, для обоснования принимаемых решений необходимо исследовать возможности по управлению системой на основе экспериментов с моделью (например, набирать опыт, работая с «черным ящиком») с учетом технических, технологических, социальных и прочих факторов.

Может быть ситуация, при которой не будет управления, обеспечивающего выполнение цели – цель не лежит в области достижимости, которая обеспечивается имеющимися управлениями, в этом случае необходимо либо расширять эту область, либо перемещать цели в ее направлении. Пути преодоления этого обстоятельства: расширение пределов, в которых выбирается управление, введение новых управляющих воздействий (еще что-то разрешить изменять), расширение структуры системы.

Дата добавления: 2014-11-29