Понятие адаптивного управления
Для раскрытия содержания термина адаптивность в теории управления необходимо рассмотреть основные типы управляющих систем.
При моделировании процессов управления обычно рассматривают три типа управления:
- открытое, или разомкнутое,
- замкнутое, или управление с обратной связью, и
- адаптивное.
Первый тип - разомкнутое управление, которым предполагается наличие цели, определяющей управляющие воздействия для достижения этой цели. Структура разомкнутого управления (рис. 1) проста. Отсутствие обратной связи упрощает управление. При отклонении результата от запланированного проводится анализ, который объясняет причины отклонения, но не ставит задачи изменить что-либо в управлении.
Рис. 1.Структура разомкнутого управления.
Второй тип - замкнутое управление (управление с обратной связью), при котором (рис. 2) предполагается возможность изменять управление в зависимости от его воздействия на конечный результат. Эта методика управления рассчитана в основном на малые промежутки времени. Если же результат воздействия фактора проявляется через достаточно большое время, часто возникают значительные затруднения.
Рис. 2. Структура замкнутого управления.
Третий тип - адаптивное управление отличается от замкнутого наличием модели управляемого объекта (рис. 3), в которой анализируются возможные последствия управления (прогноз). Правильная реакция возможна лишь при построении максимально точной модели объекта, адекватно отображающей среду функционирования и сам объект управления.
Рис. 3. Структура адаптивного управления.
С термином адаптация связаны понятия адаптивного управления, адаптивной системы и адаптивной модели.
- Адаптация - это процесс изменения параметров и структуры системы, а возможно, и управляющих воздействий на основе текущей информации с целью достижения определенного, обычно оптимального, состояния системы при начальной неопределенности в изменяющихся условиях работы [, ].
- Адаптивной считают систему, которая может приспосабливаться к изменениям внутренних и внешних условий [,].
Адаптивная система сохраняет работоспособность при непредвиденных изменениях свойств управляемого объекта, целей управления или окружающей среды путем смены алгоритма своего функционирования, программы поведения или поиска оптимальных состояний. - Понятие управления с адаптацией (адаптивное управление) - это управление в системе с неполной априорной информацией об управляемом процессе, которое изменяется по мере накопления информации и применяется с целью улучшения качества работы системы.
- Адаптивной моделью системы управления объектом считают такую модель, в которой в результате изменения характеристики внутренних и внешних свойств объекта происходит соответствующее изменение структуры и параметров регулятора управления с целью обеспечения стабильности функционирования объекта.
Невозможность точной математической формализации структуры объекта, погрешность измерений, отсутствие достоверной информации о начальных координатах, наличие непредсказуемых внешних воздействий предопределяет необходимость реагирования управляющих воздействий на изменения параметров объекта и характеристик внешней среды. Такого рода адаптация (приспособление) происходит путем изменения структуры и параметров регулятора.
Конкретизация определения адаптации связана с целями исследования и конструирования. Таким образом, основное свойство адаптивных систем - реализация цели управления в условиях недетерминированной внешней среды и изменяющихся параметров объекта.
