Оптимальное управление
Пусть в t0 система находится в S0.
Необходимо, чтобы в tn система попала в область цели в точку Sn по заданной траектории. Оптимальное управление заключается в том, чтобы выбрать наилучших, по некоторому критерию эффективности, управляющих воздействий из множества возможных для достижения поставленной цели с учетом ограничений и на основании информации о состоянии объекта и внешней среды. Т.е. есть ограничения и есть область управляющих воздействий. Рисунок
ОУВ очень велика и перебрать все варианты в ручную просто невозможно. В таких случаях сужают ОУВ путем ввода дополнительных ограничений. Рисунок
S1 – точка оптимального управления в новой ОУВ. Но S1 заведомо хуже S. Задача АСУ – не допустить сужения ОУВ и найти S. Если ОУВ вырождена в точку, то оптимального управления нет. Оперативное управление. Пусть система t0 находится в S0. Необходимо в tn попасть в область цели в точку Sn двигаясь по заданной траектории. Система целенаправленна на всем промежутке времени [t0, tn]. В процессе измерения состояние системы в t1 выяснилось, что система ушла с заданной траектории и оказалась в точке S1. ∆t = t1-t0 – это время инерции системы, т.е. время, за которое можно определить состояние системы. На систему в ∆t1 = t2-t1 воздействует управляющее воздействие, которое стремиться вернуть систему на траекторию в точку S2. ∆t1 – время реакции. За счет увеличения скорости обработки информации и увеличения скорости передачи информации снижается ∆t и ∆t1. Это снижает величину отклонений от заданной траектории или вообще позволяет системе двигаться в заданном коридоре.
Задача АСУ в оперативном управление: 1. Держать систему в заданном коридоре. 2. Снизить ∆t и ∆t1 до возможного предела. Системный подход Автоматизированные системы, а они относятся к сложным, проектируются на основании системного анализа с использованием системного подхода. Системный анализ – это методика. Под системным анализом понимают всестороннее, систематизированное изучение сложных систем в целом, вместе со всеми внутренними и внешними связями. Системный подход в проектировании – это ряд принципов весьма общего характера, которые обобщают опыт работы человека со сложными системами. Перечислим эти принципы: 1. Принцип конечной цели. 2. Принцип связности – это рассмотрение любой части системы совместно с ее внутренними и внешними связями. 3. Принцип единства – рассмотрение системы как единого целого. 4. Принцип модульного построения. 5. Принцип иерархии. 6. Принцип функциональности – совместное рассмотрение функций и структуры с приоритетом функционального содержания над структурным. 7. Принцип развития. 8. Принцип децентрализации. 9. Принцип неопределенности.
Цель системы Согласно принципу 1 (принцип конечной цели) Системного подхода, для любой системы должна быть определена цель. Пусть есть ОУ. На него действуют: х – множество входов системы; G – множество управляющих воздействий; ω – множество воздействий внешней среды. Состояние в момент времени t описывается множеством выходов У. У = F (x, ω, G, t). Множество выходов определяет место положение системы в пространстве. Пусть существует в пространстве область Ω(У) – область цели. С точки зрения внешней среды, цель – это реализация какого-то набора выходов системы, при котором ОУ попадает в область цели - Ω. В частном случае область цели вырождается в точку. Цель системы задается различными способами: 1. Для систем разового действия цель задается областью Ω, в которую она должна попасть в t ≤ t предельное. После этого действия система прекращается. 2. Система должна попасть в область цели в t ≤ t предельное. При достижение цели, формируется новая область Ω, в которую система должна двигаться по заданной траектории. 3. Достигнув области Ω, система не должна выходить за ее пределы. 4. Цель задана целевой функцией λ (У) → extr при ограничениях У = F (x, ω, G, t) С Ω В общем случае цель системы определяет смысл ее функционирования, т.е. отвечает на вопрос «зачем это нужно?».
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|