48. Адаптивные системы
При проектировании систем автоматического управления обычно исходят из известного характера воздействия на систему и предполагают, что этот характер, а также параметры системы вы процессе функционирования не изменяются или остаются неизменными. Однако в реальных системах характеристики внешних воздействий, а также параметры системы могут изменяться по естественным причинам, например механический износ, Таким образом, синтезированная система управления будет неоптимальной для объекта управления в лучшем случае, или перестанет управлять объектом в худшем случае.
Поэтому необходимо построить такую систему, которая реагировала бы на изменение характеристик внешних воздействий и на изменение параметров объекта. Такие системы называются адаптивными.
Обобщенная схема адаптивной сау
где Р - регулятор,
О – объект управления,
АА - алгоритм адаптации.
Классификация адаптивных систем
По замкнутости контуров адаптации.
а) Разомкнутые САУ
Адаптация данных САУ осуществляется по возмущающему воздействию z(t) и по задающему воздействию U(t). В данных системах определяются текущие значения задающего ( U(t)) и возмущающего воздействия (z(t)) и в соответствии с текущей информацией осуществляется перенастройка регулятора. Разомкнутые системы, как правило, применяются редко, так как реакция системы (y(t)) не измеряется.
б) Замкнутые САУ
В замкнутых системах фиксируется реакция системы (y(t)) и задающее воздействие (U(t)) и в зависимости от отклонения выходной величины от заданной, что является следствием изменения параметров объекта, настраивается регулятор.
в) Комбинированные САУ
В комбинированных САУ применяется одновременно адаптация по задающим и возмущающим воздействиям, а также по реакцию системы. То есть данный тип САУ объединяет в себе два предыдущих вида САУ.
По задаче адаптации.
а) САУ со стабилизацией критерия качества управления.
Системы со стабилизацией качества управления поддерживают данный критерий в определенных пределах.
Критерием качества называется показатель, характеризирующий качество управления системы.
Например, в цифровых системах управления по методу переменнного коэффициента усиления таким показателем является быстродействие, а критерий качества имеет вид
б) САУ с автоматической оптимизацией качества управления (системы экстремального управления).
Такие адаптивные системы обеспечивают поиск оптимального значения критерия и осуществляет настройку регулятора в зависимости от этого значения. J=f(x,y,A)
По характеру настройки регулятора.
а) Самонастраивающиеся.
Самонастраивающимися адаптивными САУ называются САУ, в которых в зависимости от изменения параметров объекта изменяются параметры регулятора.
Например , исходным регулятором является ПИ-регулятор:
Однако в процессе
функционирования объект изменил
параметры, например увеличилась
компенсируемая постоянная времени, что
влечет за собой изменение (увеличение)
,
при этом структура регулятора не
меняется.
б) Самоорганизующиеся.
Самоорганизующимися адаптивными САУ называются САУ, , в которых в зависимости от изменения параметров объекта изменяется структура регулятора.
Например, в результате изменения параметров объекта ПИ-регулятор не обеспечивает заданные показатели качества системы управления и регулятор меняет свою структуру на ПИД-регулятор.
в) Самообучающиеся.
Самобучающимися адаптивными САУ называются САУ, , в которых в зависимости от изменения параметров объекта изменяется алгоритм управления.
Например, в результате изменения параметров объекта непрерывный характер управления р не обеспечивает заданные показатели качества системы управления и в качестве регулятора применяют цифровой регулятор.