Принцип адаптивного управления

Адаптация – это способность технических или иных систем приспосабливаться к изменениям окружающей среды и к своим внутренним изменениям, что приводит к повышению эффективности их функционирования. Этот термин появился в биологии. Адаптация широко применяется в системах автоматического управления, у которых свойства объектов управления либо плохо изучены, либо изменяются непредвиденно под действием внешней среды. В адаптивных САУ в процессе работы определяются текущие параметры объекта управления и/или параметры возмущающих воздействий. На основе результатов этого определения изменяются либо параметры, либо структура управляющего устройства УУ. На примере предыдущей схемы, если уменьшился коэффициент b, то уменьшается К_р, и надо увеличить коэффициенты передачи ПЭ и так далее. В изменение структуры может входить не только изменение принципа регулирования (схема), но могут также добавляться всякие элементы интегрирования, дифференцирования (которые могут оказаться в каком-нибудь из ПЭ, в сумматор etc). Если возмущение идёт по гармоническому сигналу, то его параметры – амплитуда, частота и фаза.

Адаптивные системы управления делятся на два основных класса: самонастраивающиеся системы и самоорганизующиеся системы. В первой в процессе работы изменяются параметры управляющего устройства. Во втором случае меняется структура управляющего устройства.

Нарисуем структурную схему адаптивной системы автоматического управления.

УА – устройство адаптации. Его задача – подавать пробные сигналы, а потом анализировать, как изменяется y под их действием. Например, это следящая система (для которой требуется, чтобы амплитуда y в установившемся режиме была постоянной). Пусть колебания должны быть с определённой частотой. В процессе работы УА создаётся U_пр, изменяющееся по гармоническому закону с той же частотой. Амплитуда много меньше амплитуды управляющего воздействия (чтобы не влиять на работу регулируемой величины). Эти наложенные колебания ощущает датчик, и гармонический сигнал с выхода датчика. Так находим коэффициент передачи объекта регулирования на какой-то частоте. Сравниваются. Это приводит к тому, что К_р уменьшается, и надо увеличить коэффициент передачи управляющего элемента. В итоге, основная задача – подавать пробные сигналы и анализировать реакцию на эти пробные сигналы. Это самонастраивающаяся система.