Сделаем некоторые выводы

Проведенное рассмотрение общей схемы управления сложным объектом показало, что при решении задач идентификации требуется определить наилучшую в некотором смысле модель объекта, описывающую соотношение между входными и выходными сигналами.

Задача оценки состояния ставится как задача нахождения наилучшей, в смысле заданного критерия, оценки. Параметры устройства управления ипараметры, определяющие режим поведения управляемого объекта, также обычно получаются в результате решения соответствующих оптимизационныхзадач.

В результате устанавливается оптимальный режим протекания процессов в управляемом объекте и реализуется оптимальная стратегия поддержания заданного режима при наличии возмущающих воздействий.

Рассмотрим некоторые типичные алгоритмы оптимизации управления.

Задача параметрической оптимизации наиболее типична. Под параметрической оптимизацией далее понимается процесс однократного достижения экстремальной цели в предположении стационарности экстремальной характеристики объекта оптимизации и конечномерности пространств: входных и выходных параметров. При этом сам объект оптимизации может либо реально существовать, либо представлять собой математическую модель.

Рассматриваемые нами варианты оптимизации характеризуются совокупностью непрерывных параметров (предполагается, что ограничения типа дискретности отсутствуют), которые условно можно разделить на три группы: входные (управляемые) х, внешние ξ и выходные у (рис. 6.2.3.).

Рис. 6.2.3. Объект параметрической оптимизации

.

Содержательный смысл введения внешних параметров состоит в описании следующих характерных явлений:

-влияния случайных отклонений при установке заданных (номинальных) значений х на реальном объекте;

-случайных воздействий внешней среды на объект, изменяющих реальные выходные характеристики по отношению к расчетным характеристикам;

- влияний изменяющихся, как правило, не случайным - а заранее неизвестным образом условий функционирования объекта, например таких, как температура, влажность, вибрации, уровень радиации и т. д.

Вектор выходных параметров у = (у1,..., у_m) позволяет количественно оценить основные характеристики оптимизируемого объекта.

С точки зрения общей теории управления, вектор у характеризует состояние объекта оптимизации. Далее предполагается, что существует функциональная связь:

определяющая оператор объекта оптимизации и, позволяющая по заданным

х и ξ, рассчитать соответствующий вектор у (задача анализа).

Как правило, оператор объекта φ задан алгоритмически.

Заметим, что мы здесь, вообще говоря, отличаем объект оптимизации от объекта управления в общей схеме управления, представленной ранее.

Задача параметрической оптимизации в общем случае ставится как многокритериальная задача с ограничениями:

Множество (у₁,..., у_к} образует множество критериальных выходных параметров, имеющих смысл частных критериев оптимальности и характеризующих качество объекта оптимизации.

Наличие нескольких частных критериев, по существу, отражает ту неопределенность цели, которая явно или неявно присутствует при оптимизации любого сколько-нибудь сложного объекта.

Интуитивный смысл задачи состоит в выборе такого вектора х из допустимого множества D, чтобы каждый, из критериальных выходных параметров, принял, по возможности, меньшее значение.

Математическое решение данной задачи в виде конкретного вектора вообще говоря, не существует, так как критериальные выходные параметры отражают противоречивые (конфликтные) требования к объекту оптимизации, и минимумы соответствующих функционалов достигаются в различных точках.

Это предположение правомерно, так как в противном случае, если, например, две выходные функции у имеют минимумы в одной и той же точке, то одна из них может не рассматриваться.

Допустимое множество D формируется на основе трех групп содержательно различных ограничений, имеющих вид равенств либо неравенств и задаваемых с помощью функций.

Прямые, или аргументные, ограничения накладываются непосредственно на компоненты вектора входных параметров:

В более общем случае границы интервалов могут быть функциями от других входных параметров.

Функциональные ограничения включают условия работоспособности, имеющие принципиальное значение при оценке правильности функционирования объекта оптимизации, исходя из его функционального назначения. Эти ограничения имеют вид:

Например, к функциональным ограничениям относятся требования по устойчивости проектируемой системы автоматического управления, заключающиеся в необходимости расположения полюсов передаточной функции в левой полуплоскости комплексной плоскости.

Критериальные ограничения имеют вид:

и отражают требования к характеристикам качества объекта оптимизации, подлежащие безоговорочному выполнению и приобретающие по существу характер функциональных ограничений.

Прямые, или аргументные, ограничения накладываются непосредственно на компоненты вектора входных параметров:

Как следует из приведенного примера, процессы оптимизации управления могут осуществляться по-разному, даже для одних и тех же систем.

Алгоритмы оптимизации управления конкретным объектом проходят определённые стадии развития и корректировки. Критерии оптимизации также могут отличаться по замыслу и по результатам реализации.

Рассмотрим ещё один процесс оптимизации, а именно экстремальное регулирование.

Постановка задачи экстремального регулирования предполагает нестационарность управляемого экстремального объекта (ЭО). Один из возможных общих подходов к организации процесса управления в указанных условиях связан с процедурой адаптации, на основе метода обучающейся модели (рис. 6.2.4).

Рис. 6.2.4. Система экстремального регулирования (К — часть системы, реализованная в управляющем компьютере)

Блок идентификации И, в режиме нормальной работы, подстраивает характеристики модели М под изменяющиеся во времени характеристики объекта. При этом каналы связи идентификатора и объекта, необходимые для собственно процесса идентификации, на рис. 62.3 не показаны.

В результате, строится модельная зависимость (х, t), аппроксимирующая на некотором отрезке времени реальную зависимость J(х, t).

Рис. 6.2.5. (1.14- по источнику информации). Процесс экстремального регулирования с подстройкой управляющих

Поиск по сайту: