Программно-адаптивное управление

Внешние обратные связи в совокупности имеется. Управляющий сигнал есть функцией настоящих параметров окружающей среды и замкнутой системы, информация о которых поступает по цепям внешних и внутренних обратных связей. Но одновременно с этим управляющий сигнал есть и однозначной функцией программы (закона управления) в том смысле, что однообразной информации, поступающей по цепям обратных связей, постоянно соответствует одинаковый управляющий сигнал.

Эту тождественность реакции «вход — выход» возможно осознавать и в смысле соответствия статистических черт управляющего сигнала информации, поступающей по цепям обратных связей. Реакция совокупности на возмущение до некоей степени эластичная в том смысле, что управляющий реакция и сигнал замкнутой совокупности на возмущения — функция этих возмущений.

Программно адаптивная схема может реализовывать различные правила управления. Отметим два чаще всего видящихся: управление по возмущению, и управление по отклонению. В первом случае совокупность управления производит управляющий сигнал на базе измерения в ходе управления раздражающего конкретно действия.

Вовтором случае совокупность управления производит управляющий сигнал на базе измерения контрольных оценки и параметров их отклонений от значений, характеризующих совершенный режим управления. При необходимости оба принципа смогут сочетаться в одной и той же совокупности управления.

Предположим, что мы проектируем совокупность автоматического управления температурным режимом в помещении. Мы можем выстроить её так, что обогреватели будут включаться в следствии регистрации совокупностью падения температуры в помещении ниже заданного значения. Это будет реализацией принципа управления по отклонению.

Но мы можем выстроить совокупность для того чтобы назначения и в противном случае.

Потому, что температура в помещении в большинстве случаев падает по окончании того, как снизится средняя за сутки температура наружного воздуха, остынут стенки помещения и в него попадёт холодный наружный воздушное пространство, то мы имеем возможность регистрировать температуру наружного воздуха, вычислять среднюю за сутки температуру, и, не ждя того момента, в то время, когда стенки остынут и начнётся понижение температуры в помещении, давать команду на включение обогревателя в каком-то режиме срочно при понижения средней за сутки температуры до заданного порогового значения. Помимо этого, режим функционирования обогревателя возможно функцией отличия средней за сутки наружной температуры и текущего значения температуры в помещении. В последнем варианте в программно-адаптивной схеме управления будут сочетаться оба принципа управления — по возмущению и по отклонению.

В случае если нет возможности измерять контрольный параметр непосредственнов ходе управления(другими словами в отношении него порваны внешние и внутренние обратные связи), то при таких условиях вместо не поддающегося яркому измерению значения контрольного параметра возможно изпользована его косвенная оценка на базе его производных, интегральных и иным образом информационно с ним связанных параметров, каковые измеряются конкретно. Но в этом случае программно-адаптивное управление имеет свойство неограниченно накапливать с течением времени неточность разсогласования по контрольному параметру. Обстоятельство неограниченного накопления неточности управления по контрольному параметру — преобразования ошибок и накопление измерения измеренных размеров в ходе косвенной оценки нужной характеристики.

Примерами для того чтобы рода неточностей полна летопись морских трагедий, в то время, когда навигаторы, не видя берега в течение многих недель, из-за нехорошей погоды не видя звёзд, вынуждены были определять место корабля по счислению (на базе расчётов), и из-за неточностей в измерении скорости хода, неточностей в оценке течений и влияния ветра, неточности хода корабельных хронометров (часов) и ошибочного показания компасов теряли правильные координаты (место) и гибли на камнях, каковые по их расчётам должны были пребывать за большое количество миль от них. Таков же механизм накопления неточностей инерциальными навигационными совокупностями, употребляемыми в ракетно-космической технике, на системах оружия и подводных лодках, в которых текущие координаты объекта определяются на базе ввода изходных координат, измерения ускорений и их двукратного интегрирования.

Уровень качества управления при потреблении программной схемы ниже в сопоставлении с программно-адаптивной при однообразной алгоритмике моделирования поведения объекта, положенной в базу формирования управляющего сигнала. Но и вероятное уровень качества управления при программно-адаптивной схеме может оказаться ниже минимально нужного уровня в сложившихся условиях.

Допустим, что в какой-то момент времени вектор неточности управления равен нулю. Но в какой-то момент времени, кроме того в тот же самый, замкнутая совокупность будет подвергаться ненулевому раздражающему действию. Если бы в состав замкнутой совокупности входила совершенная совокупность управления, то она формировала бы управляющий сигнал так, что управляющее действие в любой момент времени в точности компенсировало бы раздражающее действие, благодаря чего вектор неточности управления сохранял бы собственное нулевое значение неограниченно продолжительное время.

Но как правило раздражающее действие прямому измерению не поддаётся. Но кроме того в случае если что-то и вероятно измерить, то существует порог чувствительности средств измерения размеров всех факторов, на базе информации о которых формируется управляющий сигнал. Информация при передаче изкажается в некоторых пределах в самой совокупности.

Совокупности управления требуется время на передачу и формирование управляющего сигнала.

Средства управления кроме этого владеют ограниченным быстродействием. Сам объект управления владеет чертями инерции, и ему нужно время, дабы отреагировать на раздражающее действие, в следствии чего возмущенное перемещение объекта кроме этого успевает собрать инерцию и требуется более замечательное управляющее действие, дабы вернуть объект к изходному режиму; но объекту нужно время и для реакции на управляющее действие.

По этим обстоятельствам управляющее действие, соответствующее в некоей мере позвавшему его раздражающему действию, в программно-адаптивной схеме управления неизбежно запаздывает. Кроме того в случае если мощность средств управления достаточна, дабы всецело компенсировать раздражающее действие, она не может быть всецело изпользована потому, что постоянно имеет место фазовый сдвиг между раздражающим действием и компенсирующим его управляющим.

По данной причине объект постоянно находится под раздражающим действием факторов, реально учитываемых совокупностью управления, не говоря уж о действии не учитываемых факторов: неопознанных, признанных мало воздействующими, появлявшихся ниже порогов чувствительности средств измерения и т.п. Соответственно замкнутая совокупность — колебательная совокупность, преобразующая раздражающее управляющее воздействие и воздействие в вектор неточности управления, трансформации которого в устойчивом ходе управления колебателен.

Потребность уменьшить вектор неточности управления ведет к схеме «предиктор-корректор» — предуказатель-поправщик, предсказатель-поправщик. Суть слова «предуказатель» объемлет суть слова «предсказатель», но на Западе и в отечественной научной традиции уже принят термин «предиктор-корректор», но не в общем управленческом смысле, а в ограниченном: в технике и вычислительной математике[68]. Исходя из этого мы, оговорив по-русски особенности отечественного понимания — «предуказатель-поправщик», а не «предсказатель-поправщик» — сохраняем уже прижившийся на Западе термин «предиктор-корректор», но разширив область его применения введением в контекст достаточно неспециализированной теории управления.