 |
Принцип максимума Понтрягина
|
|
|
|
Необходимость в принципе максимума Понтрягина возникает в случае когда нигде в допустимом диапазоне управляющей переменной невозможно удовлетворить необходимому условию (3), а именно 
.
В этом случае условие (3) заменяется на условие (6):
(6)
В этом случае согласно принципу максимума Понтрягина величина оптимального управления равна величине управления на одном из концов допустимого диапазона. Уравнения Понтрягина записываются при помощи функции Гамильтона Н, определяемой соотношением 
. Из уравнений следует, что функция Гамильтона H связана с функцией Лагранжа L следующим образом: 
. Подставляя L из последнего уравнения в уравнения (3-5) получаем необходимые условия, выраженные через функцию Гамильтона:
· уравнение управления по u: 
, (7)
· уравнение состояния: 
, (8)
· сопряжённое уравнение: 
, (9)
· трансверсальность по x: 
, 
(10)
Необходимые условия, записанные в такой форме, называются уравнениями Понтрягина.Принцип максимума особенно важен в системах управления с максимальным быстродействием и минимальным расходом энергии, где применяются управления релейного типа, принимающие крайние, а не промежуточные значения на допустимом интервале управления.
53. Принципы построения автоматизированных систем управления
Важнейшими принципами построения эффективных АСУ являются:
· Принцип интеграции, заключающийся в том, что обрабатываемые данные, однажды введенные в АСУ (базы данных), многократно используются для решения большого числа задач, при этом устраняется дублирование данных и операций их преобразования.
· Принцип системности, заключающийся в обработке данных в различных разрезах, чтобы
получить информацию, необходимую для принятия решении на всех уровнях и во всех функциональных подсистемах управления;
|
|
|
· Принцип комплексности, подразумевающий механизацию и автоматизацию процедур преобразования данных на всех стадиях техпроцесса АСУ.
АСУ подразделяются по функциям:
· административно-организационные (например, системы управления предприятием - АСУП, отраслевые системы управления - ОАСУ);
· технологическими (автоматизированные системы управления технологическими процессами - АСУТП, в свою очередь подразделяющиеся на гибкие производственные системы - ГПС, автоматизированные системы контроля качества продукции - АСК, системы управления станками и линиями с числовым программным управлением - ЧПУ);
· интегрированные, объединяющие функции перечисленных АСУ в различных комбинациях.
54. Основные категории команд SQL. Команда SELECT.
55. Типы команд и разновидности адресации в микропроцессорах. CISC, RISC и VLIW процессоры.
Микропроцессор CISC использует набор машинных инструкций, полностью соответствующий набору команд языка ассемблера. Вычисления разного типа в нем могут выполняться различными командами, даже если они приводят к одному результату (например, умножение на два и сдвиг на один разряд влево). Такая архитектура обеспечивает разнообразные и мощные способы выполнения вычислительных операций на уровне машинных команд, но для выполнения каждой команды обычно требуется большое число тактов процессора.
Для CISC-процессоров характерно: сравнительно небольшое число регистров общего назначения;большое количество машинных команд, некоторые из которых нагружены семантически аналогично операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за много тактов;большое количество методов адресации;большое количество форматов команд различной разрядности;преобладание двухадресного формата команд; наличие команд обработки типа регистр-память.i8086/8088
|
|
|
Микропроцессоры с архитектурой RISC (Reduced Instruction Set Computers) используют сравнительно небольшой (сокращённый) набор наиболее употребимых команд, определённый в результате статистического анализа большого числа программ для основных областей применения CISC (Complex Instruction Set Computer)- процессоров исходной архитектуры. Все команды работают с операндами и имеют одинаковый формат. Обращение к памяти выполняется с помощью специальных команд загрузки регистра и записи. Простота структуры и небольшой набор команд позволяет реализовать полностью их аппаратное выполнение и эффективный конвейер при небольшом объеме оборудования.
VLIW – архитектура.
В попытке достижения компромисса между CISC и RISC были созданы микропроцессоры типа VLIW. Хотя идеи VLIW сформулированы уже давно, до настоящего времени они были известны в основном специалистам в области компьютерных архитектур. Имеющиеся реализации, например, VLIW Multiflow, не получили широкого распространения.
Команда в этих системах содержала ряд полей, каждое из которых управляло работой отдельного блока процессора, так что все командное слово определяло поведение всех блоков процессора. Однако длина команды в FPS-х64 была равна всего 64 разрядам, что по современным меркам никак нельзя отнести к сверхбольшим.
Выделение в архитектуре VLIW компонентов командного слова, управляющих отдельными блоками МП, вводит явный параллелизм на уровень команд. Задача обеспечения эффективного распараллеливания работы отдельных блоков возлагается при этом на компилятор, который должен сгенерировать машинные команды, содержащие явные указания на одновременное исполнение операций в разных блоках. Таким образом, достижение параллелизма, в VLIW возлагается на компилятор. Очевидно, что это вызывает сложные проблемы разработки соответствующих компиляторов. При этом распараллеливание работы между ФУ в EPIC происходит статически при компиляции, в то время как современные суперскалярные RISC-процессоры осуществляют это динамически.
56. Понятие области нормальных режимов регулятора (ОНР) и области допустимых настроек регулятора (ОДН)
|
|
|
57. Состав интегрированной системы автоматизации предприятия.
58. Обозначения, таблица истинности и работа логических схем.
И: единица на выходе элемента «И» возникает только тогда, когда на оба входа поданы единицы. Это объясняет название элемента: единицы должны быть И на одном, И на другом входе.
И-НЕ: Элемент И-НЕ работает точно так же как «И», только выходной сигнал полностью противоположен. Там где у элемента «И» на выходе должен быть «0», у элемента «И-НЕ» - единица. И наоборот.
ИЛИ: На выходе возникает единица, когда на один ИЛИ на другой ИЛИ на оба сразу входа подана единица. Этот элемент можно назвать также элементом «И» для негативной логики: ноль на его выходе бывает только в том случае, если и на один и на второй вход поданы нули.
Исключающие ИЛИ:Операция, которую он выполняет, часто называют «сложение по модулю 2». На самом деле, на этих элементах строятся цифровые сумматоры.
59. Интегральные оценки качества САР.
Интегральная оценка является обобщенным показателем качества переходного процесса, при этом качество системы оценивается с помощью числа, являющегося интегралом некоторой функции.
Особенность интегральной оценки в том, что в отличии от других методов оценки качества, величина интеграла представляет число, которое ничего не говорит о характере переходного процесса, о конкретных показателях качества, зато, в сравнении с другими, метод отличается простотой.
Интегральная оценка качества – определенный интеграл по времени (в пределах от 0 до ¥) от некоторой функции управляемой величины x(t), а чаще сигнала ошибки e(t):
Подынтегральная функция f0 выбирается таким образом, чтобы интеграл лучше характеризовал качество системы и проще выражался через коэффициенты передаточной функции замкнутой системы. Чтобы интеграл был сходящимся, в функцию f0 вводят не абсолютные значения x(t) или e(t), а их отклонения от конечных, установившихся значений.
Простейшей интегральной оценкой является линейная интегральная оценка которая равна площади, заключенной между прямой x(¥) и кривой переходного процесса x(t). Интегральная оценка учитывает как величину динамических отклонений, так и длительность их существования. Поэтому чем меньше оценка, тем лучше качество процесса управления. Недостатком линейной интегральной оценки QЛ является то, что ее можно применять лишь для заведомо не колебательных, апериодических переходных процессов. Интеграл, вычисленный для знакопеременной кривой 1, будет существенно меньше интеграла, вычисленного для апериодической кривой 2 (хотя качество переходного процесса 2 явно лучше).
Интегральная квадратичная оценка пригодна для любых переходных процессов, и вычисляется по формуле
|
|
|
Подинтегральное выражение – z2(t) всегда положительно не зависимо от знака функции z(t).
Недостаток метода: При использовании этого метода два процесса могут иметь одинаковую площадь регулирования, но оба они плохие по различным показателям качества, у первого большое время регулирования, а во втором большое перерегулирование
Модифицированная интегральная оценка
При использовании модифицированной (улучшенной) интегральной оценки минимизируем не только квадратичное отклонение z(t), но и его производную – z’ (t). Такой оценкой является интеграл
,где t – постоянная времени.
Минимуму интеграла соответствует приближение переходного процесса не к ступенчатому, а к некоторому экспоненциальному с заданной постоянной времени (которая называется экстремалью). Применение этой оценки приводит к более пологим переходным процессам, т.е. менее колебательным и имеющим меньшее число перерегулирований.
Недостаток метода: Сложность выбора экстремали, она выбирается на основе опыта.
Достоинства и недостатки интегральных методов
Достоинства методов:
Простота.
2. Оценка качества является обобщенной (в виде одного числа), что удобно при оптимизации систем и для сравнительного анализа систем
Недостатки методов:
1. Каждый методов имеет свои специфические, ранее рассмотренные недостатки.
2. Величина интеграла представляет число, которое ничего не говорит о характере переходного процесса, т.е. о конкретных показателях качества.
60. Понятие транзакции. Свойства транзакции.
управление транзакциями – функция СУБД, которая производит ряд операций над БД, как единым целым.
Транзакция – это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Транзакция переводит БД из одного целостного состояния в другое.
|
|
|
