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
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 00д > 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 |
|
|
|
1К |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
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 |
|
/ц |
|
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-Ь 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