СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

— нелинейная система автоматического управления (САУ) с логическими элементами, разрывающими и (или) восстанавливающими связи между функциональными элементами в соответствии с выбранным алгоритмом и тем самым меняющими структуру САУ. Осн. методы синтеза алгоритмов С. у. с п. с. можно рассмотреть на примере построения следящей системы, состоящей из линейного объекта управления с одной управляемой координатой и линейного исполнительного механизма, движение которой описывается системой дифф. уравнений

где — погрешность, — управляемая координата; U — управляющее воздействие; — некоторая линейная комбинация

возмущающих воздействий, задающего воздействия и их производных; переменные параметры объекта и исполнительного механизма, меняющиеся в ограниченном диапазоне. При управлении свободным движением САУ (G (t) = 0), уравнения движения которой не содержат оператора дифференцирования в правой части управляющее воздействие

где s — ф-ция переключения, определяющая моменты разрыва управляющего воздействия — в данном случае линейная комбинация погрешности и ее производных; разрывные коэффициенты; постоянные величины, соответствующие возможным структурам САУ; величина к, определяющая число коммутируемых связей, выбирается в зависимости от конкретных условий решаемой задачи. За счет разрывного управляющего воздействия в такой системе, при выполнении определенных условий, может возникнуть скользящий режим, описываемый системой линейных однородных дифф. ур-ний

и уравнением связи Существенно, что в эти ур-ния не входят параметры и требуемое качество процесса управления может быть обеспечено соответствующим выбором коэффициентов Это свойство параметрической инвариантности и лежит в основе синтеза алгоритмов управления С. у. с п. с.

При управлении возмущенным движением управляющее воздействие формируется в виде суммы координат задающего воздействия, возмущений и их производных со скачкообразно меняющимися коэфф. При этом необходимо осуществить прямое или косвенное измерение возмущений (см. Комбинированная система автоматического управления, Дифференциальная система автоматического управления). При использовании в законе управления коммутации -местных обратных связей по наблюдаемым координатам исполнительного механизма удается обеспечить полную воспроизводимость задающего воздействия при сохранении параметрической инвариантности и инвариантности к внешним возмущениям (см. Инвариантность систем автоматического управления), если удовлетворено условие

где сумма приведенных ко входу объекта задающего воздействия и возмущающих сил. При этому ограничению удовлетворяют экспоненциальные, гармонические, полиномиальные ф-ции и всевозможные их произведения. При наличии оператора дифференцирования в правой части управляющее воздействие формируется сглаживающим линейным фильтром порядка на вход которого подается сумма координат и координат сглаживающего фильтра со скачкообразно меняющимися коэффициентами.

Несмотря на разнообразие, а для существенно нелинейных объектов управления и сложность логич. законов управления С. у. с п. с., их реализация осуществляется простыми тех. средствами на основе типовых ключевых логич. элементов. Принцип переменности структуры используется при решении важнейших задач автомат, управления (слежения, фильтрации, идентификации, управления многосвязными объектами и др.) и позволяет использовать положительные свойства каждой структуры, а также получить эффекты, не свойственные ни одной из систем, имеющих постоянную структуру.

Лит.: Емельянов С. В. Системы автоматического управления с переменной структурой. М., 1967 [библиогр. с. 328—336]; Бакакин А. В., Гриценко М. Б., Костылева Н. Е. Алгоритмы управления систем с переменной структурой (Обзор). В кн.: Системы с переменной структурой и их применение в задачах автоматизации полета. М., 1968; Теория систем с переменной структурой. М.. 1970 [библиогр. с. 583—590].

Д. Б. Изосимов, С. К. Коровин, А. С. Рыков.