Тема 11 . Системи управління з ідентифікатором.
При управлінні складними об'єктами часто використовують засоби та алгоритми отримання математичних моделей – ідентифікатори. Основними структурами систем управління з ідентифікаторами є структури з ідентифікатором в колі зворотного зв'язку та із еталонною моделлю. Основна схема управління з ідентифікатором в колі зворотного зв'язку показана на рис.11.1. Відповідно до цієї схеми, яка складається з зворотного зв'язку ідентифікатор І в процесі роботи об'єкта по збуреннях f, що поступають, в об'єкт, управлінням U і виходу об'єкта у безперервно уточнює параметри об’єкта К . Використовуючи ці оцінки і фактично виміряні збурення f, регулятор Р виробляє керуючі дії.
Ідея такої системи управління була представлена вперше, де в якості алгоритму ідентифікації пропонувалось використовувати метод поточних найменших квадратів. Згодом в багатьох роботах використовувалися різні модифікації цієї схеми. Досліджувалася робота в такій схемі різних алгоритмів ідентифікації при різних режимах.
f Y
Рис.11.1. Схема управління з ідентифікатором в колі зворотного зв'язку
Схема залежно від алгоритму, який використовує ідентифікацію може бути застосована для управління статичними (лінійними і нелінійними) і динамічними об'єктами. Основне призначення ідентифікатора полягає в стеженні за параметрами об'єкта. Наявність системи стеження за параметрами нестаціонарного об'єкта робить всю систему загалом нечутливою до змін об'єкта. Подібні системи отримали назву систем з подвійною інваріантністю, оскільки вони нечутливі не тільки до збурень, але і до зміни передавальних функцій каналів, по яких діють ці обурення.
В системах управління, що використовують ідентифікатор, побудова моделі відбувається в реальному часі. Це дозволяє здійснити безпошукове самонастроювання, оскільки знаходження екстремуму по моделі не вимагає пошуку, якщо модель достатньо проста. Проте принципова можливість побудови безпошукових систем самонастроювання, які використовують ідентифікатор, не знімає труднощів, що виникають через нелінійність об'єкта. Тому схеми з ідентифікатором для управління екстремальними об'єктами, хоча й досліджувалися, але широкого розповсюдження ще не отримали.
Великий клас систем управління, що пристосовуються, складають системи з еталонною моделлю. Структурна схема такої системи показана на рис. 11.2. Бажані властивості системи управління (швидкодія, запас стійкості і т. д.) задаються еталонною моделлю М. Вхідні сигнали Х поступають на вхід моделі М і на вхід системи управління об'єктом О. Реакції моделі М і системи управління об'єктом О на ці дії порівнюються, і помилка ε поступає в блок управління коректуючим фільтром. При зміні характеристик якої-небудь частини системи, наприклад об'єкта, збільшується помилка між реакціями моделі і об'єкта. Сигнал помилки використовується для зміни коректуючого фільтра так, щоб компенсувати ці зміни.
Рис.11.2. Структурна схема системи управління з еталонною моделлю.
Теорії систем з еталонною моделлю присвячено велике число робіт. Розглянуті різні варіанти основної схеми. Різні системи включають ті або інші схеми ідентифікації. Позитивною властивістю систем з еталонною моделлю потрібно вважати те, що ідентифікується не об'єкт в цілому, а тільки, та частина, яка «відповідальна» за відхилення реакції об'єкта від реакції моделі. Для уточнення параметрів об'єкта можуть бути використані автоколивання системи, спеціальні пробні сигнали і т. д. Системи з еталонною моделлю отримали розповсюдження для управління динамічними об'єктами, в яких необхідно отримати заданий перехідний процес, інваріантний до змін параметрів об'єкта і коректуючого фільтра.
Контрольні питання
Які існують системи управління із ідентифікаторами?
Схема системи управління із ідентифікатором в ланці зворотнього зв'язку.
Схема системи управління з еталонною моделлю.
Переваги та недоліки системи управління із ідентифікатором в ланці зворотнього зв'язку.
Переваги та недоліки системи управління з еталонною моделлю.
Для яких об'єктів доцільно використовувати ідентифікатори?
[6,c.146-148]