Раздел: Документация
0 ... 126 127 128 129 130 131 132 ... 143 чи V управляющего устройства УУ0 с целью устранения или уменьшения этого отклонения. Комбинированная адаптивная система содержит разомкнутые и замкнутые контуры адаптации (рис. 12.1). Адаптивные САУ в зависимости от задачи адаптации подразделяются на два класса: системы со стабилизацией качества управления; системы с автоматической оптимизацией качества управления (системы экстремального управления). Задачей адаптивной САУ со стабилизацией качества является удержание критерия качества / на определенном уровне или в определенных пределах. Контур адаптации здесь выполняет задачу стабилизации критерия качества / основной системы. Задачей адаптивной системы с автоматической оптимизацией качества является обеспечение поиска оптимального значения критерия качества и его поддержание. По характеру настройки (изменений) основного управляющего устройства УУС, выполняемой управляющим устройством УУа в процессе адаптации, адаптивные системы подразделяются на самонастраивающиеся, самоорганизующиеся, системы с адаптацией в особых фазовых состояниях, обучающиеся (самообучающиеся). В самонастраивающихся системах (СНС) адаптация достигается изменением параметров основного управляющего устройства УУС. Во многих случаях изменение характеристик внешних воздействий или параметров системы имеют широкий диапазон и самонастройка системы изменением параметров УУ0 не обеспечивает поддержания желаемого режима. В этих случаях прибегают к изменению структуры УУС. Адаптивные системы, в которых адаптация достигается изменением параметров и структуры основного управляющего устройства УУС, называются самоорганизующимися. В системах с адаптацией в особых фазовых состояниях специально организуются особые режимы (режим автоколебаний, скользящие режимы), которые либо служат дополнительным источником рабочей информации об изменяющихся характеристиках объекта, либо придают системе новые свойства, за счет которых динамические характеристики управляемого процесса поддерживаются в допустимых пределах, независимо от изменений условий работы системы. Эти системы подразделяются на релейные автоколебательные системы и адаптивные системы с переменной структурой. Обучающиеся системы управления реализуют процессы обучения, которые заключаются в постепенном накапливании, запоминании и анализе информации о поведении системы и изменении алгоритмов управления в зависимости от приобретаемого опыта. В таких системах качество управления (например, точность) повышается по мере эксплуатации системы. В простейшем случае в самообучающуюся систему вводится второй контур адаптации, который совершенствует алгоритм работы первого контура адаптации по результатам анализа его функционирования. 12.2. Самонастраивающиеся системы автоматического управления со стабилизацией качества управления В СНС со стабилизацией качества управления благодаря адаптации (настройке основного управляющего устройства УУ0, рис. 12.1) поддерживается с определенной точностью значение критерия качества / на заданном уровне. Самонастраивающиеся системы такого типа чаще всего применяются для стабилизации динамических свойств (характеристик) систем. В этом случае критерием качества могут служить непосредственно динамические характеристики системы (переходные функции и частотные характеристики), различные косвенные показатели качества переходных процессов (например, интегральные оценки), статистические оценки точности (например, среднеквадрати-ческая ошибка). Необходимые при этом эталонные характеристики системы (объекта) можно формировать аналитически и с помощью эталонной модели системы (объекта). При аналитическом формировании эталонных динамических характеристик применяются вычислительные устройства, в частности микропроцессоры. Последние по величине входного сигнала и реакции системы вычисляют критерий качества системы / и его отклонение Д/ от эталонного. На основании AJ формируется управляющее воздействие, осуществляющее настройку основного УУ0. Примером такой адаптивной системы является микропроцессорная система автоматического управления технологическим процессом (см. рис. 9.12), в которой микропроцессор МКП вырабатывает управляющие воздействия, изменяющие соответствующим образом уставки основных автоматических управляющих устройств АУУ. Самонастраивающиеся системы с эталонной моделью Вариант обобщенной функциональной схемы СНС с эталонной моделью М изображен на рис. 12.2. Эталонная модель может быть аналоговой или цифровой моделью основной системы, обладающей желаемой динамической характеристикой. В рассматриваемом случае основной системой является комбинированная САУ со связью по задающему воздействию СЗВ. В состав системы входят корректирующие устройства в прямой цепи КУпр и цепи главной обратной связи КУос, усилитель-преобразователь УП и управляемый объект УО. На вход эталонной модели М и основной системы поступает одно и то же задающее воздействие a (f) либо пробные сигналы, вырабатываемые генератором G. Выходные величины модели Вм (г) и основной системы В (г) сравниваются в элементе сравнения ЭСа контура адаптации. Если динамические характеристики модели и системы не идентичны, то возникает сигнал рассогласования 60 (/), который подается на вход механизма настройки МН параметров. Последний обычно представляет собой или содержит интегрирующий элемент. Механизм настройки так изменяет параметры корректирующего устройства в прямой цепи основной системы КУпр, что сигнал рассогласования 0О (t) уменьшается или сводится к нулю. Идентичнос- I—1—I I s J L I M M Jja(t) MH c3b ЭС 6U) УП У0 Основная система АКУо, Рис. 12.2. Вариант обобщенной функциональной схемы СНС с эталонной моделью. ти динамических характеристик системы и модели также можно добиваться настройки параметров корректирующих устройств в главной обратной связи /(Уо.с или в связи по задающему воздействию СЗВ системы (соответствующие каналы воздействия на рис. 12.2 изображены штриховыми линиями). В частности, настройкой параметров СЗВ можно поддерживать выполнение того или иного условия инвентариантности (например, условия повышения порядка астатизма системы) при изменяющихся параметрах системы. Таким образом, при изменении параметров системы (объекта) контур самонастройки с эталонной моделью настраивает параметры корректирующих устройств системы так, что динамическая характеристика всей системы остается неизменной, близкой к характеристике эталонной модели. Чтобы можно было обеспечивать идентичность динамической характеристики системы с характеристикой эталонной модели изменением параметров физически реализуемых корректирующих устройств, структура (алгоритмическая схема) эталонной модели должна быть сходной со структурой основной системы. В ряде случаев оказывается возможным применение упрощенной модели системы в виде колебательного или апериодического звена. Параметры эталонной модели должны выбираться с учетом ограничений координат реальной системы. Самонастраивающаяся система стабилизации амплитудно-частотной характеристики с моделью Функциональная схема СНС со стабилизацией амплитудно-частотной характеристики основной системы на одной частоте сопр изображена на рис. 12.3 [81]. Генератор пробных сигналов G вырабатывает гармоничное колебание частоты соПр- Это колебание поступает на эталонную модель М и на основную систему. Амплитуда Аы (сопр) вы- модели на частоте соПр соответствует ординате ходного колебания Ам (®пр) желаемой амплитудно-частотной характеристики системы (рис. 12.4). Колебательная составляющая выходного сигнала системы 0 ... 126 127 128 129 130 131 132 ... 143
|
