474
Q
Q
*
O
А
В
2
1
3
u
*
u
Рис.4.24
По способу осуществления контролируемых изменений адаптивные системы под-
разделяются на пассивные, в которых эти изменения осуществляются по заранее разрабо-
танной программе, и активные, в которых контролируемые изменения заранее не опреде-
лены, а диктуются сложившейся ситуацией.
Наконец, как и любые другие автоматические системы, адаптивные системы могут рабо-
тать по замкнутому и разомкнутому
циклам. В первом случае производится анализ дей-
ствия контролируемых изменений, а во втором – не производится.
Заметим, что наиболее совершенными являются аналитические активные замкну-
тые обучающиеся системы.
11.1. ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Задачей экстремальных систем управления (ЭСУ) является обеспечение в известном
смысле наилучшего статического режима работы объекта. При этом предполагается обя-
зательное наличие экстремальной зависимости критерия эффективности
Q , по крайней
мере, от одного управляющего воздействия
u . В худшем случае знание лишь того, что та-
кой экстремум существует, может служить достаточной априорной информацией для по-
строения ЭСУ. Таким образом, если статическая характеристика
)(ufQ = имеет экстре-
мум, то ЭСУ должна вывести и удержать рабочую точку в глобальном экстремуме.
Примером объекта с экстремальной характеристикой может служить топочная установка
энергетического блока. Здесь статическая характеристика по каналу расход воздуха на
горение и – температура топочных газов
Q имеет экстремум-максимум при определенном
*
uu =
. При
*
uu <
имеем неполное сгорание топлива, при
*
uu >
– избыток воздуха. И в
том, и в другом случае температура топочных газов снижается (рис.4.23, кривая 1). При
изменении, либо расхода либо качества подаваемого топлива значение
u , при котором
Q
*
= max, изменяется (кривые 2, 3 рис.4.23). Задача ЭСУ в данном случае сводится к из-
менению расхода воздуха до значений, обеспечивающих наилучшие условия сгорания
топлива, т.е. к отслеживанию координат экстремальной точки Q
*
, u
*
, которые изменяются
(дрейфуют) во времени.
Другим примером объекта с экстремальной статической ха-
рактеристикой может служить измельчительный агрегат,
подготавливающий твердое топливо для топочной установ-
ки. В данном случае выходная производительность агрегата
Q зависит от массы твердого в нем, которая может изме-
няться за счет изменения поступления материала в агрегат и
(
производительности на входе). Эта зависимость имеет экс-
тремум (рис.4.24, кривая 1), причем участок ОА кривой 1
соответствует устойчивому режиму работы (в установившемся режиме входная и выход-
ная производительности равны), а участок АВ – неустойчивому, при котором увеличение
входной производительности
*
uu > может привести к завалу агрегата и полной его оста-
новке. Изменение качества твердого топлива (размер, твер-
дость и др.) приводит к дрейфу точки экстремума (рис.4.24,
кривые 2, 3), и следовательно, для достижения цели управ-
ления
max=Q целесообразно применять ЭСУ.
В некоторых случаях экстремальная характеристика объекта
может быть сформирована искусственно. Например, для
многих технологических установок качество конечной про-
дукции зависит от их производительности. При этом реали-
зационная стоимость продукта
Q , с одной стороны, растет
Q
3
1
2
Рис.4.23
u
*
u
Q
*
Q(G)
Q(K)
Q
Q
G, K
Рис.4.25