«Адаптивное управление сложными системами на основе теории распознавания образов»

В. С. Симанков, Е. В. Луценко

Глава 1. Основная проблема и концепция ее решения

Основные понятия и определения. Объект и предмет исследования

При управлении каким-либо объектом, в том числе без участия человека, обеспечивается постоянство определенной физической или иной величины, характеризующей состояние объекта, или изменение этой величины в соответствии с некоторым законом на основании конкретной информации о состоянии объекта и окружающей среды. Осуществляется это с помощью автоматизированной системы управления (АСУ).

Объектом исследования в данной работе являются автоматизированные системы управления (АСУ).

АСУ состоит из двух основных частей: объекта управления и управляющего устройства. Объектом управления может быть любое управляемое техническое устройство или какой-либо технологический процесс.

Состояние объекта управления зависит от приложенных к нему воздействий g(t) и от собственных параметров, поэтому характеризуется выходной величиной y(t).

Воздействие g(t), поступающее на вход управляющего устройства и содержащее информацию о требуемом значении y(t), называется задающим воздействием.

Воздействие z(t), поступающее от управляющего устройства на вход объекта для обеспечения в нем желаемого процесса, называется управляющим воздействием.

Воздействие f(t), приложенное к объекту и вызывающее отклонение управляемого параметра от заданного значения, называется возмущающим воздействием (помехой).

На рис. 1.1 приведена классическая функциональная схема АСУ [13], на которой показаны основные элементы управляющего устройства (УУ).

Задающее воздействие g(t), которое является входным сигналом АСУ и определяет требуемый закон изменения выходного сигнала y(t), поступает на чувствительный элемент (ЧЭ). Кроме того на этот элемент подаются сигналы обратной связи y(t) и возмущающего воздействия f(t).

С выхода ЧЭ сигнал x(t), который является функцией воздействия {x, y, f} и характеризует ошибку (рассогласование) АСУ, усиливается усилителем (У) и поступает на исполнительный механизм (ИМ).

Рис. 1. 1 — Функциональная схема АСУ

ИМ вырабатывает и подает на объект управления (ОУ) управляющее воздействие z(t).

Иногда при формировании управляющего воздействия кроме сигнала ошибки учитываются его производная и интеграл.

Часто для обеспечения требуемых статических и динамических характеристик системы используются корректирующие устройства: последовательные (КУ1) и параллельные (КУ2).

В состав АСУ могут входить еще и специальные элементы для согласования отдельных частей системы, а также вычислительные устройства для реализации алгоритма работы управляющего устройства.

Предметом исследования данной работы являются вопросы создания и применения адаптивных АСУ сложными системами (ААСУ СС).

Очевидно, АСУ является более общим понятием, чем ААСУ СС. Поэтому в содержательной постановке задачи синтеза ААСУ имеется ряд особенностей и специфических проблем, возникающих именно тогда, когда объектом управления является сложная система.

Перед содержательной постановкой задачи синтеза ААСУ СС рассмотрим вопрос о месте данных систем в общей классификации АСУ.