Модели в адаптивных системах управления

Адаптация в системах управления. Адаптация – это процесс изменения структуры, алгоритмов и параметров системы S на основе информации, получаемой в процессе управления с целью достижения оптимального (в смысле принятого критерия) состояния или поведения системы при начальной неопределенности и изменяющихся условиях работы системы во взаимодействии с внешней средой Е.

Адаптация использует обучение и самообучение для получения в условиях неопределенности информации о состояниях и характеристиках объекта, необходимой для оптимального управления. Обучение – процесс выработки в некотором объекте тех или иных свойств его реакции
на внешние воздействия путем многократных испытаний и
корректировок. Самообучение отличается от обучения отсутствием внешней корректировки.

Характерная черта адаптации – текущее накопление информации о процессе функционирования системы S и внешней среды Е и ее использование для улучшения избранного показателя качества. Процесс накопления информации связан с затратами времени, это приводит к запаздыванию в получении системой управления информации в РМВ, необходимой для принятия решений. Поэтому актуальной является задача прогнозирования состояний (ситуаций) системы S и внешней среды Е и характеристик (поведения) системы S для адаптивного управления.

Виды используемых моделей. Выделяют два направления при построении адаптивных СУ – создание систем с эталонной моделью (АСЭМ) и с идентификацией объекта управления (АСИ). В АСЭМ осуществляется подстройка параметров управляющего устройства так, чтобы замкнутая система была близка к эталонной модели, а в АСИ сначала осуществляется идентификация объекта, а затем по оценкам его параметров определяются параметры управляющего устройства.

Дискретные адаптивные системы управления (ДАС), в которых используются средства вычислительной техники, можно подразделить на два типа: непрямые ДАС, в которых параметры управляющего устройства определяются по оценкам параметров объекта с помощью некоторого вычислительного устройства, и прямые ДАС, в которых параметры управляющего устройства определяются непосредственно, без вычислительного устройства. К непрямым ДАС относятся системы с идентификатором в контуре адаптации (ДАСИ), а к прямым – системы с предсказателем (ДАСП) в контуре.

Создание и развитие теории ДАС обусловлено прежде всего неполнотой априорной информации о процессе функционирования исследуемого объекта.

Идентификация процессов. Процесс идентификации, осуществляемый в ДАСИ, условно разделяется на два этапа.

На первом этапе осуществляется стратегическая идентификация: строится концептуальная модель, выбираются информативные переменные, оценивается степень стационарности объекта, выбирается структура и параметры модели, оценивается точность и достоверность модели реальному объекту.

На втором этапе применяется оперативная (текущая) идентификация для уточнения модели в связи с текущими изменениями объекта и внешних воздействий; решаются задачи оценки поведения объекта или его состояний.

Структурная блок-схема классической ДАСИ приведена на рис. 9.2, где , , – векторы входов, выходов и управления. Стратегический идентификатор осуществляет решение задач идентификации вне контура управления, а оперативный идентификатор – является составной частью замкнутого контура управления.

Рис. 9.2. Структурная блок-схема дискретной адаптивной системы с идентификатором

В целом ДАСИ обладают рядом важных практических достоинств: автоматизация идентификации, объединение процессов идентификации и управления, универсальность, высокая надежность.

Дата добавления: 2014-01-04