Файл: Крачино, В. В. Электрорадиоавтоматика на морском транспорте учеб. пособие.pdf

экстремума, выбранного показателя качества управления (регулиро­ вания) осуществляется не только за счет изменений адаптирующим устройством характеристик и параметров управляющей системы (уст­ ройства), но и изменений структуры последней.

3. Самообучающиеся САУ характеризуются тем, что в них в про цессе работы происходит, в течение ограниченных промежутков вре­ мени, накопление текущей информации об изменении выбранного по­ казателя качества управления данной системы под воздействием воз­ мущений. Адаптирующее устройство последней, путем самоанализа накопленного опыта управления объектом, самостоятельно (автомати­

ми объектами и значительным числом опе­ раций.

Объекты и операции управления делятся на две стороны — первую и вторую, участвующие в конфликтных ситуациях. Действия сторон подчинены некоторым определенным правилам (алгоритмам), которые определяют поэтапный дискретный порядок проведения операций управления в ходе игры.

Две стороны могут быть неравноправными в отношении приори­ тета подчиненности, например первая сторона может быть ведущей (управляющей), вторая — ведомой (управляемой), хотя подчеркиваем— их интересы противоположны.

Выработка управляющего воздействия (команды управления) осу­ ществляется дискретно на основе анализа ряда возможных вариантов решения для каждого этапа. Критерием выбора обычно является экс­ тремум показателя цепи управления.

В составе игровой САУ обязательно имеется электронная цифровая вычислительная машина (ЭЦВМ).

Упрощенная обобщенная структурная схема игровой системы управ­ ления представлена на рис. 18 [7].

Примером подобной игровой САУ может быть сложная сеть авто­ матизированной электрической связи общего пользования с различ­

30

ными и притом значительными потоками (объемами) обмена информа­ цией и большой клиентурой (вторая сторона) при ограниченном коли­ честве каналообразующей аппаратуры в пунктах связи (первая сто­ рона). Данная игровая САУ призвана, в частности, решать вопросы обеспечения передачи в единицу времени в необходимых направлениях максимального объема двусторонней или односторонней информации с минимальным ожиданием и минимальной вероятностью ошибки для клиентуры.

Самонастраивающиеся САУ в зависимости от способа реализации в них контролируемых изменений делятся на пассивные и активные.

В приспосабливающихся же активных САУ вынужденные изме­ нения параметров и структур последних осуществляются самими системами на основе аналитического решения задачи о целесообраз­ ности таких изменений в процессе эксплуатации этих САУ по данным текущей информации о реальных условиях их работы. Некоторые изменения свойств САУ иногда могут быть вовсе неизвестны заранее.

Вполне очевидно, что сложность структуры активных приспосаб­

приспосабливающихся САУ цепи самоанализа для учета эффективно­ сти (успешности) приспособления, адаптивные системы управления могут быть подразделены на системы с разомкнутым и замкнутым циклом приспособления.

Приспосабливающимся САУ с разомкнутым циклом или, просто, разомкнутыми приспосабливающимися системами принято называть такие адаптивные САУ, которые не могут осуществлять самоанализ эффективности выполняемых ими контролируемых изменений.

3f

Приспосабливающимися САУ с замкнутым циклом или, короче,, -замкнутыми приспосабливающимися системами являются те адаптив­ ные САУ, которые, наоборот, могут выполнять самоанализ эффектив­ ности тех же изменений.

Соответственно разомкнутые адаптивные САУ не имеют, а замкну­ тые — имеют в своей структурной схеме дополнительную замкнутую цепь — контур приспособления. Он-то и предназначен для анализа эффективности контролируемых изменений данной замкнутой адап­ тивной САУ. При введении подобного контура в схему САУ в ней создаются условия, при которых не только обеспечиваются экстремум

Замкнутая адаптивная САУ осуществляет самоанализ эффектив­ ности контролируемых изменений в ней на основе критерия, называе­ мого критерием эффективности или качества приспособления.

Замкнутые адаптивные САУ иногда [3] называют самоприспосаб­ ливающимися. ■

В зависимости от способа обеспечения требуемой эффективности или качества управления, приспосабливающиеся САУ могут быть под­ разделены на аналитические, или вычислительные, и поисковые.

Аналитической или вычислительной приспосабливающейся САУ называется адаптивная система, в которой эффективность управления, т. е. достижения экстремума управляемой величины, как одного из результатов контролируемых изменений свойств данной САУ, произ­ водится с помощью определения динамических характеристик послед­ ней. Эти характеристики выдаются вычислительным устройством, входящим в данную САУ, на основе неполной информации, вводимой в устройство, в течение незначительного времени (зависит от быстро­ действия вычислительного устройства).

Поисковыми приспосабливающимися САУ принято называть такие адаптивные САУ, в которых контролируемые изменения свойств сис­ тем осуществляются поиском условий экстремума управляемой вели­ чины. Естественно, что это требует затраты значительно большего времени, чем в адаптивных аналитических САУ, но зато поисковые САУ не нуждаются в такой полной информации, как поисковые САУ.

Существуют также и так называемые комбинированные приспосаб­ ливающиеся САУ, в которых для определения контролируемых изме­ нений свойств этих САУ одновременно используется аналитический и поисковый способы выявления условий экстремума управляемых ве­ личин данных САУ.

§ 4. к а ч е с т в е н н ы е ХАРАКТЕРИСТИКИ САУ ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ТИПА

Под качественными характеристиками САУ радиотехнического типа подразумеваются либо некоторые одиночные признаки, либо со­ вокупности из нескольких однородных признаков, которые позволяют

32

объективно оценивать с качественной стороны основные эксплуатацион­ ные возможности данной САУ. Из числа таких признаков в САУ этого типа могут быть, в частности: надежность, точность, устойчивость, помехозащищенность, быстродействие и приспосабливаемость.

Остановимся вкратце на упомянутых выше качественных харак­ теристиках.

Надежность САУ. САУ не составляют исключения в отношении применения к ним положений теории надежности [9]. Так, под на­ дежностью САУ понимается свойство последней работать безотказно (исправно) в течение определенного отрезка времени в заданных ус­ ловиях, оставаясь при этом приспособленной к обнаружению, устра­ нению и предупреждению отказов (т. е. обладать так называемой ремонтопригодностью). Как и для любой радиотехнической схемы, надежность САУ зависит от количества, схемы включения и надежно­ сти элементов, входящих в состав данной САУ.

Чем большей оказывается реальная надежность САУ в заданных условиях эксплуатации, тем выше ее технические качества.

Некоторые из адаптивных САУ, в частности, самонастраивающие­ ся и самоорганизующиеся, обладают повышенной надежностью в бо­ лее широком диапазоне условий эксплуатации, чем сходные по назна­ чению неприспосабливающиеся САУ.

Более подробные сведения о надежности САУ учащиеся могут най­ ти в [9, 10].

Точность САУ. Под статической точностью САУ понимается вели­ чина установившегося отклонения управляемого (регулируемого) параметра от номинального его значения, обусловленного законом изменения этого параметра. При этом отклонение определяется через достаточно большой промежуток времени после приложения к входу системы типового воздействия. Статическая точность характеризует состояние (поведение) системы в статическом (установившемся) режиме.

Под динамической точностью САУ подразумевается величина откло­ нения (ошибки) управляемого параметра, возникающего в системе при наличии непрерывно изменяющихся воздействий на ее входе. Обычно в САУ эта ошибка рассматривается в промежуток времени, непосредственно следующий за моментом приложения к входу системы упомянутого типового воздействия. Динамическая точность характе­ ризует поведение системы в переходном режиме. Названия статиче­ ских и астатических САР связываются со статическими режимами в них.

Устойчивость САУ. Устойчивость — необходимое качество любой САУ (САР), являющееся существенной гарантией ее работоспособно­ сти в заданных условиях.

Система управления называется устойчивой, если после прекра­ щения возмущающего или задающего воздействия она возвращается в прежнее или новое установившееся состояние, из которого была выведена в результате приложения к ней вышеупомянутого воздей­ ствия.

Если некоторая САУ не возвращается в то же или другое установив­ шееся состояние, из которого она была выведена возмущающим или