Классификация адаптивных САУ

Как отмечалось, адаптивная система (рис. 12.1) состоит из двух контуров управления — основного контура и вторичного — контура адаптации, содержащего управляющее устройство адаптации Для вторичного контура основная САУ является управляемым объектом. Контур адаптации образует второй уровень управления. Можно организовать и следующий уровень адаптации, когда в соответствии с изменяющимися условиями работы будет подстраиваться не только но и Аналогично возможно построение многоступенчатых иерархических адаптивных САУ, в которых каждый последующий уровень управляет предыдущим. При этом расширяется диапазон условий, при которых система будет правильно выполнять свою задачу или повышать показатель качества управления в заданном диапазоне. Каждый последующий контур адаптации должен иметь все более обобщенный алгорит управления и более долговременную память.

Адаптивная система, как и основная, может быть выполнена с разомкнутым, замкнутым и комбинированным контуром адаптации. Примерами разомкнутых контуров адаптации являются контуры адаптации по задающему и возмущающему воздействиям в обобщенной адаптивной системе (см. рис. 12.1). С помощью этих контуров определяются текущие характеристики воздействий и в соответствии с этими характеристиками по некоторому алгоритму настраиваете» При этом реакция системы или ее точность не измеряются. С помощью разомкнутого контура адаптации могут, например, определяться производные задающего воздействия и в зависимости от наличия и значения тех или иных производных изменяться порядок астатизма основной системы. Например, при появлении ускорения (что, в частности, при рассмотрении систем автоматического сопровождения цели обычно соответствует маневру цели) контур адаптации изменяет структуру так, что порядок астатизма основной системы повышается с первого до второго. При этом динамическая ошибка системы принимает конечное значение, а не возрастает во времени, как в случае, если бы порядок астатизма системы оставался первым.

В большинстве случаев адаптивные системы строятся с замкнутым контуром адаптации, т. е. с обратной связью. В этих системах по реакции системы подаваемой на через обратную связь» (рис. 12.1), определяется текущий критерий качества и сравнивается; с желаемым значением критерия Получившееся при этом отклонение используется для формирования сигнала настройки

V управляющего устройства 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 I на определенном уровне или в определенных пределах. Контур адаптации здесь выполняет задачу стабилизации критерия качества I 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 выполняемой управляющим устройством в процессе адаптации, адаптивные системы подразделяются на самонастраивающиеся, самоорганизующиеся, системы с адаптацией в особых фазовых состояниях, обучающиеся (самообучающиеся).

В самонастраивающихся системах адаптация достигается изменением параметров основного управляющего устройства Во многих случаях изменение характеристик внешних воздействий или параметров системы имеют широкий диапазон и самонастройка системы изменением параметров не обеспечивает поддержания желаемого режима. В этих случаях прибегают к изменению структуры Адаптивные системы, в которых адаптация достигается изменением параметров и структуры основного управляющего устройства 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.