Адаптивті басқару жүйелері

Адаптивті басқару жүйелері

11.1. Есептің қойылуы

Басқару жүйесі адаптивті деп аталады, егер ағымдағы ақпарат басқару кірісін жасаумен қатар, басқару алгоритмін өзгерту үшін де пайдаланылса. Дәстүрлі (бейімделмеген) басқару жүйелерінде ағымдағы ақпарат тек басқару кірісін жасау үшін пайдаланылады.

Адаптивті жүйе, егер алгоритм құрылымы өзгермесе, тек оның параметрлері өзгерсе, өзін-өзі реттейтін жүйе (САЖ) деп аталады; егер құрылым өзгерсе, бейімделетін жүйе өзін-өзі ұйымдастыратын жүйе деп аталады.

Бейімделгіш басқару жүйелері дәстүрлі жүйелер қойылған міндетті орындай алмаған кезде қолданылады. Бұл әдетте объект туралы бастапқы (априорлық) ақпарат жеткіліксіз болған кезде немесе объектінің сипаттамалары жүйенің жұмысы кезінде күтпеген жерден және кең ауқымда өзгерген кезде орын алады.

Бейімделгіш басқару жүйелерін зерттеу 1950 жылдардың басында биіктіктері мен жылдамдығы кеңінен өзгеретін жаңа ұшақтарға арналған автопилоттардың дамуына байланысты басталды. Дегенмен, бейімделгіш басқару принциптерін автопилотты жобалауға қолданудың алғашқы әрекеттері сәтсіз аяқталды, бұл бейімделгіш басқаруға деген қызығушылықтың біраз уақытқа төмендеуіне әкелді. Қысқа үзілістен кейін бейімделгіш басқаруды зерттеу қайта басталды. Бейімделгіш басқару теориясы өткен ғасырдың соңында әсіресе қарқынды дамыды және бұл салада айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізілді. Бастапқыда әзірленген бейімделгіш басқару алгоритмдерін практикалық қолдану олардың күрделілігіне байланысты тежелді. Дегенмен, жақында заманауи есептеу құрылғыларының кең мүмкіндіктеріне (және олардың салыстырмалы қолжетімділігіне) байланысты бейімделгіш басқару әдістері робототехника, ұшақтар мен зымырандарды басқару, энергетикалық жүйелер және күрделі технологиялық процестерді басқару сияқты салаларда практикалық қолданыстар тапты.

11.11. Бейімделгіш басқару жүйелерінің мақсаты. Жоғарыда айтылғандай, бейімделгіш басқару қажеттілігі алдын ала ақпарат жеткіліксіз болғанда немесе басқару жүйесінің жұмысы кезінде объектінің динамикалық сипаттамалары кеңінен өзгерген кезде туындайды. Бұл жағдай көптеген салаларда туындайды.

Ұшақтардың аэродинамикалық сипаттамалары ұшу жылдамдығы мен биіктігіне, сондай-ақ ұшу орындалатын атмосфералық жағдайларға байланысты. Ұшу кезінде ұшақтың динамикалық қасиеттерін анықтайтын жеке параметрлер ондаған есе өзгеруі мүмкін. Мұндай жағдайларда кәдімгі автопилоттар ұшақты тиімді басқара алмауы мүмкін.

Металлургия, химия және мұнай химиясындағы технологиялық процестердің модельдері күрделі. Олардың параметрлері және, мүмкін, құрылымдары алдын ала ақпараттың жеткіліксіздігіне байланысты әрқашан белгілі бола бермейді.

Сонымен қатар, бұл параметрлер осы салалардағы технологиялық процесс барысында өзгеруі мүмкін. Сондықтан, дәстүрлі басқару жүйелері көп жағдайда мұндай технологиялық процестерді жоғары сапалы, кейде тіпті тұрақты басқаруды қамтамасыз ете алмайды.

Кең ауқымды нысандар үшін бірыңғай контроллерлерді әзірлеу кезінде контроллер параметрлерін дәл есептеу және алдын ала орнату мүмкін емес. Сондықтан, егер бұл контроллерлер бейімделмейтін болса, оларды әрбір нақты қолданба үшін реттеу қажет. Бейімделгіш контроллерлерді пайдалану пайдаланушыларды бұл процедурадан босатады, олардың уақыты мен күшін үнемдейді.

Көп жағдайда бейімделгіш басқару нысан параметрлеріндегі параметрлік белгісіздікті немесе сөзсіз өзгерістерді бейтараптандыруға бағытталған. Дегенмен, кейбір жағдайларда, әсіресе жүздеген басқару циклдары болуы мүмкін өнеркәсіптік процестерді басқаруда, бейімделгіш басқару қолмен реттелетін жобалау параметрлерінің санын азайту үшін де қолданылады, осылайша басқару жүйесінің тиімділігі мен пайдалану ыңғайлылығын арттырады.

Қорытындылай келе, бейімделгіш басқару принциптерін қолдану:

- толық емес ақпарат жағдайында басқару жүйесінің оңтайлы жұмысын қамтамасыз етеді;