§ 7.2. Когда нужна адаптация?

Основным принципом, лежащим в основе построения систем автоматического управления, является принцип управления по отклонению, или принцип отрицательной обратной связи. Поскольку ошибка несет на себе отпечаток различных неконтролируемых внешних воздействий, она является универсальным мерилом отклонения состояния системы от предписанного режима, чем бы это отклонение ни было вызвано. Уже давно было замечено, вначале в радиотехнике, а затем и в автоматике, что увеличение соответствующих коэффициентов усиления в замкнутых контурах позволяет уменьшить влияние неконтролируемых внешних воздействий и изменений характеристик управляемого объекта.

Многие результаты теории управления были связаны с этим фактом. Эффект глубокой отрицательной обратной связи может быть достигнут либо непосредственным повышением величины коэффициента усиления, либо косвенным путем, на основе создания так называемых скользящих режимов в релейных системах автоматического управления и в системах с переменной структурой. Идеи абсолютной инвариантности, как оказалось, также не чужды этого эффекта и используют его, когда это возможно, хотя и в несколько завуалированной форме. Почему же эффект глубокой отрицательной обратной связи оказывался часто неспособным устранить влияние внешних воздействий и изменения характеристик?

Ответ на этот вопрос также известен издавна. Замечательные свойства глубокой отрицательной обратной связи можно использовать только тогда, когда одновременно с увеличением коэффициента усиления обеспечивается устойчивость замкнутых систем. А этого можно добиться далеко не всегда.

Наличие временного запаздывания, инерции, а порой и нелинейностей не позволяет неограниченно увеличивать коэффициент усиления, так как это приводит к нарушению  устойчивости системы.

Без увеличения объема априорной информации невозможно, хотя часто это почему-то не кажется очевидным, повысить величину коэффициента усиления, не нарушая устойчивости. Ведь при повышении коэффициента усиления начинают сказываться различные, ранее неучтенные малые параметры, нелинейности, а не зная их, легко перейти границу устойчивости.

Таким образом, при недостаточной априорной информации это эффективное в определенных условиях средство не может быть реализовано из-за существования своеобразного  «барьера  неустойчивости».

Иные возможности, основанные на эффектах компенсации и широко рекламируемые теорией инвариантности, также неприменимы, хотя и по другой причине. Они основаны на детальном знании характеристик управляемого объекта, которые зачастую неизвестны. Если еще учесть, что неизвестные нам характеристики управляемого объекта могут изменяться с течением времени, то уже нетрудно себе представить те непреодолимые препятствия, на которые наталкиваются обычные подходы, когда задача состоит не просто в управлении,  а в  оптимальном управлении.

Во всех перечисленных случаях, для которых характерна недостаточность априорной информации, обычные подходы неприменимы, и мы приходим к необходимости использовать  адаптацию.

Хотелось бы еще отметить, что в ряде случаев целесообразно использовать адаптацию для получения априорной информации экспериментальным путем, с тем, чтобы затем использовать обычные подходы.