Файл: Живоглядов, В. П. Адаптация в автоматизированных системах управления технологическими процессами.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Если же

для

всех 2==0,1,.../, то

 

т = |( 1+1

при

s—г > /

 

{ s—i

при

k = s г'<Х

При нулевых начальных условиях все £К;- равны нулю для ■K>s—j. С учетом этого получим

 

N

<7i°=

i j ^ . / = « + ' ПРИ z= 0>b--,s—2,

 

АГ=0

Я S ~ l

1

2а2/г[0]

тде

 

jV=min{/,s—i—1).

 

"Подставив

(1. 152)

в выражение

для

a's+T, a"s+T и вы­

полнив ряд

интегрирований,

находим по формуле (1. 150

оптимальное управление m*[s)

 

 

k*[s]= -jr <7*[s+ t] —

2а2/гр s_ u

-1 4"

 

Лц

 

 

г

(^,s—1+••• +

r

W . . . ) +

 

P s - 2,1

Pol

P s - 2,1

 

1+ p s —3,1 ■(5l,s—2 + •■ Pol

H-

 

~+^K,S—1+

P s— 1— K,1 -(ZK,s— 2 +

 

 

П^s-l-U

 

 

 

i= l

 

 

 

 

'+ - H

~— 5*с,к)...)Ч—

i---------------- (Zl,s—1 +

П

/=1

Э2


+

^ ------в 1в- 2 + - + - £ Н « ) - - ) И . (1-

154>

 

Ps—2—1,1

Poi

 

где

Pi.1=Pi—

(1.

155>

 

Pi-i,i

 

Ро1~Рош

Алгоритм оптимального управления (1. 154) можно запи­ сать в более компактной форме:

S— 1

I

Ч s+ t

§Kj(yKj KuiiUj—fc)

W h P s - i , i ;

j = 0 K—0

(1. 156)'

причем коэффициенты gKS_\ равны

S k .s — 1

K 0 , 1 , - . . , / ,

157>

 

(1.

ПPs—I—1,1

i= I

аостальные коэффициенты вычисляются по рекуррентной формуле

 

g*j=gK,!+1—^Г-------

/= s —2,..., 1,0.

.(1-

158)

 

 

Pi—к, 1

 

 

 

При т)к=1 и любых к и / и

0< р<1 имеет

место

не­

равенства:

 

 

 

 

 

 

 

0<С§ко<С---<СЯку—i <^ - § K j <-ig ic ,s

О-

159)'

' >

 

- , ‘г

«*-■> - i r ^ ^ r ^ o .

 

Доказательство

этого

факта опирается на

результаты,,

описанные

выше.

оптимальный

алгоритм управления явля­

Таким

образом,

ется линейным. Он предполагает использование распределен­ ного контроля с весовой функцией, убывающей по мере уда­ ления точки отбора сигнала от точки приложения входных

93


^воздействий, и обработку информации во времени. При этом старая информация берется с уменьшающимся весом. Ин­

формация в УУ обновляется.

режим и

распространим ре­

Рассмотрим

стационарный

зультаты на непрерывную систему

при

/( к=1,

о2Л[^]= аг/,в

к = 0 ,1 .-

 

 

 

 

 

Естественно

предположить,

что

в УУ можно

будет выде­

лить блок обработки информации во времени и устройство распределенного контроля с экспоненциальной (или близкой к ней) весовой функцией. При этом можно надеяться на уп­ рощение и обеспечение технической реализации управляюще­ го устройства. Посмотрим, в какой мере это предположение оправдается.

из

Пусть

интервалы

квантования

 

Д t

и Дли малы и г'-»-со,

(1- 155)

находим

 

 

г2

 

 

 

 

 

 

Р<*,\ - P i

,

 

 

 

 

 

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

г 00,1

 

 

 

 

 

 

РооЛ = -г^-т ( AI+P2 д 1+от)— Г—— ,

(1-160)

 

 

lah

 

 

 

 

Р00,1

 

 

так

как при этом Рп=Раз,\ ~Pi—1.1

 

Решая

уравнение

(1.

160) и учитывая

условие р 0> р 0,

получаем

 

 

 

т + Д х+/72Д X+ V (m + Д 1—р2 Д 1)2—4р2Д 21

8

 

Рсо,1

 

 

4°д2

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.

161)

Для перехода к непрерывной системе

введем допущение

 

 

 

°л2 (2*ySh

 

 

 

(1-

162)

 

 

 

 

Д х Д t

 

 

 

 

 

При малых ДгУ+О можно записать

 

 

 

 

 

 

Д1=-

(2* r s h

 

 

 

 

 

 

 

А х { М ) г2аю^

 

 

 

Используя

(1. 161),

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

1

 

 

 

1

 

 

 

РОО,-1

т

■а+1°д /

 

\ + L ° h t '

 

 

 

 

2 Д 7

 

 

 

 

 

 

94


где

.

.

Гк A x2aial, 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L ( к А * ) - у

— 2д)55^- + а*1 ПРИ (s—Q & t< 0 >

 

 

L°(l&.x) =

I /~* А -*aigV -u.^

при (f— i'A ^ ) > —

,

(1.

163)

 

г

 

2-2S;i

 

 

 

у

 

 

 

 

 

 

 

 

к Axt=(s—/) А

— .

 

 

 

 

 

Аналогично

вычисляется множитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aia2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М i = 2TCS/j(L(0).+ai)

 

 

 

(1.

164)

Формула

 

для

оптимального

управления

us*

прини­

мает вид

 

 

 

S— 1

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»s*=-^(<7*s + t— M i K p S

 

 

 

 

 

(1-

165)

 

 

 

 

i = l к = 0 j- j

[ 1 + £ о ( Х ) д д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X—0

 

 

 

 

 

Проанализируем и преобразуем выражение для весовых

коэффициентов в (1- 165):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к + i — 1

 

1

 

/С+1— 1 -L°UW

 

 

Я1!*,*)"

П l +

L

° ( j ) A

t

П

 

 

 

 

 

 

 

 

i=0

 

 

 

/= о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к + i — 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=ехр{—

 

Ц / ) Д ^ |,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/= о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*'+1>6

 

 

 

 

 

 

 

 

^ 1(x0)=exp{— J

L\i\)dt\.\.

(1.

1

66)

Перейдем

к

непрерывному

времени,

устремив

Ах

и

A t

к нулю и заменив суммы интегралами:

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

x + v O

 

 

 

 

 

 

t la

 

j

L°(-q)df]

 

“ * ( 0 S X

 

 

 

о о

 

0

( у(*,*-о~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ku(x)u(t—0 -£• ) \dxdO.

 

(1. 167>

Весовая

функция

УУ

зависит

 

от

пространственной

координаты х и времени 0 и

представляет

собой

некото­

рую поверхность

с

максимумом

в

точке (х=0,

0= 0).

Пусть

 

 

fZg — Ol°V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 rSSlt

 

 

 

 

И Х + ц О > /1Г

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

jt-f-оО

 

 

л+t/O

 

 

 

 

L°{t])df\=

^

 

dt{ +

^

fl?vj/as/H+ at2 =

О

 

о

 

 

/„

 

 

 

= - J r

T/ M H + a i2)3-

2 oi3

 

V «2/H+ Q'"l+

 

3^2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-f(* + lO)VGj/jj+a2! = 5 1 + (x+ l0)52,

B-Lx B 2vO

 

 

g'(x, 0)= e

-e

■e

.

(1 .

168)

Перейдем

к

случаю,

когда

х + и 0 < /„.

Этому условию со­

ответствует

наиболее важная

часть

весовой функции.

Находим

 

 

 

 

 

 

 

 

x + v b

L*(r\)d-q= _2_

 

 

 

 

 

 

^

У(айх+сьВ а ^)3—Gj3

(1.

169)

О

 

Зс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

при

лН-Ы)</н

нельзя

представить

g(x, О)

только от х,

а другая — только

от 0.

Следовательно,

УУ

в виде произведения двух функций одна из которых зависит нельзя представить в виде двух отдельных блоков: уст­

96