Адаптивное управление

См. также: Адаптивная система

Адаптивное управление — совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления. Подобные системы управления называются адаптивными. Адаптивное управление широко используется во многих приложениях теории управления.^[источник не указан 3467 дней]

Классификация адаптивных систем

По характеру изменений в управляющем устройстве адаптивные системы делят на две большие группы:

самонастраивающиеся (изменяются только значения параметров регулятора)

самоорганизующиеся (изменяется структура самого регулятора).

По способу изучения объекта системы делятся на

поисковые

беспоисковые.

В первой группе особенно известны экстремальные системы, целью управления которых является поддержание системы в точке экстремума статических характеристик объекта. В таких системах для определения управляющих воздействий, обеспечивающих движение к экстремуму, к управляющему сигналу добавляется поисковый сигнал. Беспоисковые адаптивные системы управления по способу получения информации для подстройки параметров регулятора делятся на

системы с эталонной моделью (ЭМ)

системы с идентификатором, в литературе иногда называют, как системы с настраиваемой моделью (НМ).

Адаптивные системы с ЭМ содержат динамическую модель системы, обладающую требуемым качеством. Адаптивные системы с идентификатором делятся по способу управления на

прямой

косвенный (непрямой).

При косвенном адаптивном управлении сначала делается оценка параметров объекта, после чего на основании полученных оценок определяются требуемые значения параметров регулятора и производится их подстройка. При прямом адаптивном управлении благодаря учёту взаимосвязи параметров объекта и регулятора производится непосредственная оценка и подстройка параметров регулятора, чем исключается этап идентификации параметров объекта. По способу достижения эффекта самонастройки системы с моделью делятся на

системы с сигнальной (пассивной) адаптацией

системы с параметрической (активной) адаптацией

системы с алгоритмической адаптацией

системы со структурной адаптацией.

В системах с сигнальной адаптацией эффект самонастройки достигается без изменения параметров управляющего устройства с помощью компенсирующих сигналов. Системы, сочетающие в себе оба вида адаптации называют комбинированными.

При использовании сигнальных воздействий на вход системы подаётся специально организованное внешнее идентифицирующее воздействие, например, в виде изменения задания регулятору.

Параметрическое воздействие состоит в изменении параметров настройки регулятора.

Понятие систем с адаптивным управлением (система с переменной структурой)

Большие дополнительные возможности совершенствования процессов управления позволяют осуществлять нелинейный контроль за функционированием объекта путем изменения структуры управляющего устройства в зависимости от размеров и знаков входных значений, поступающих в управляющее устройство от измерительного устройства. При этом могут быть использованы комбинации линейных регулирующих законов. Например, если известно, что с законом регулирования происходит быстрое изменение начальной настройки, но с большими последующими колебаниями, а при другом линейном законе регулирования – медленное изменение, но плавный подход к новому установившемуся режиму, то можно, включив сначала первый закон, переключить затем систему на второй закон в некоторой точке А, когда отклонение у достигнет определенного значения уа. В результате процесс регулирования изобразится кривой, объединяющей оба качества - быстроту и плавность процесса. Используя данный подход, мы получаем процесс регулирования без характерных для ПИ- и ПИД-регуляторов колебаний и перерегулирования, при малом времени регулирования.[1]

Применение

Применяется для управления нелинейной системой, или системой с переменными параметрами^[уточнить]. К примерам таких систем относят, например, асинхронные машины, транспортные средства на магнитной подушке, магнитные подшипники и т.п. Среди механических систем можно назвать инверсный маятник, подъёмно-транспортные машины, роботы, шагающие машины, подводные аппараты, самолеты, ракеты, многие виды управляемого высокоточного оружия и т.п.

См. также

• Гомеостат
• Адаптация (биология)
• Адаптивная система
• Модель жизнеспособной системы
• Интеллектуальное управление
• Искусственный интеллект

Примечания

1. Шидловский С.В. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие. –Томск: Изд-во НТЛ, 2005. – с. 23

Литература

• Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа, 1989. 263 с. ISBN 5-06-000037-0
• Ефимов Д. В., Робастное и адаптивное управление нелинейными колебаниями. — СПб.: Наука, 2005. — 314с. ISBN 5-02-025093-7
• Евланов Л. Г., Самонастраивающаяся система с поиском градиента методом вспомогательного оператора. Изв. АН СССР, ОТН, «Техническая кибернетика», 1963, № 1.
• Тюкин И. Ю., Терехов В. А., Адаптация в нелинейных динамических системах, (Серия: Синергетика: от прошлого к будущему), Санкт-Петербург: ЛКИ, 2008. - 384 с. ISBN 978-5-382-00487-7
• K. J. Astrom and B. Wittenmark, Adaptive Control, Addison-Wesley, 1989, 2d ed. 1994.
• Юревич Е. И. Теория автоматического управления. - СПб.: БXB-Петербург, 2007. - 560с.
• Масаев С.Н., Доррер М.Г. Оценка системы управления компанией на основе метода адаптационной корреляции к внешней среде. // Проблемы управления. №3 за 2010 г. М.: ИПУ РАН, 2010 г. с. 45 – 50.

Ссылки

• Задача адаптации  (неопр.). Virtual Laboratory Wiki. Дата обращения: 17 мая 2009. Архивировано 19 февраля 2012 года.
• Dumont, Huzmezan: Concepts, methods and techniques in adaptive control (2002) (англ.)
• Shankar Sastry and Marc Bodson, Adaptive Control: Stability, Convergence, and Robustness, Prentice-Hall, 1989-1994 (англ.)