 |
Общая задача синтеза управляющей системы
|
|
|
|
Общая задача синтеза объекта управления
Объект процесса управления – это производственно-экономическая система 
со сложившейся производственной структурой 
и тенденциями развития 
.
Конечные результаты работы системы характеризуются множеством взаимнокоррелированных величин 
. В общем случае 
– это функция времени, траектория или набор траекторий 
. Орган управления SM (или внешняя среда) формулирует цель управления 
, 
– множество допустимых управляющих воздействий (рис. 12.1).
Рисунок 12.1 Объект синтеза управляемой системы
– это разрыв между фактическим y и целевым 
значениями показателя: 
(рис. 12.2).
Рисунок 12.2 Соотношение косвенной и прямой вариации целевого показателя
Решить задачу D y можно, во-первых, косвенным путем (варьируя показатели 
, с которыми коррелирует 
), во-вторых, непосредственно с помощью управляющего воздействия , и, в-третьих, применяя оба способа одновременно.
Таким образом, проблема 
– сумма соответствующих подпроблем.
С первым направлением связана задача синтеза системы управления, генерирующей управляющие воздействия Xm.
По второму направлению введем следующие уточнения.
Пусть S0Y – некоторое заданное подмножество множества 
: 
, называемое целевым множеством (по выходу) с элементами 
: 
, с которыми связаны изменения D yi такие, что:
,
где p i – коэффициенты относительной важности подпроблем D yi.
Тогда возникает задача синтеза проблемной ситуации 
или синтеза целевого множества 
, или синтеза множества подпроблем 
.
При синтезе целевого множества исходят из принятой концепции объекта управления и осуществляют выбор основной аналитической модели взаимосвязи показателей с целевыми показателями у. Далее выявляется совместное влияние вариаций на уровень целевого показателя. Здесь учитывается взаимная связь подпроблем, поскольку развитие объекта управления должно быть комплексным.
|
|
|
Для решения подпроблем можно использовать методы регулирования. Преимущество регулирования заключается в том, что нет необходимости идентифицировать вид возмущений 
. Недостаток регулирования по сравнению с жестким управлением заключается в том, что регулятор воздействует на процесс только тогда, когда рассогласование 
уже существует.
Когда регулируемых параметров несколько, используется несколько контуров регулирования и разрабатывается система многосвязного регулирования. Когда объекты регулирования взаимосвязаны, изменение настроек одного регулятора воздействует не только на соответствующий регулируемый параметр, но и на другие параметры через звенья связи. Вследствие интенсивного взаимодействия элементов возможно ухудшение качества регулирования.
Эффективным методом моделирования и имитации сложных экономических систем, отличающихся нелинейными и сильно разветвленными структурами контуров обратной связи, является метод системной динамики Дж. Форрестера.
Однако создание адекватных моделей сложных управляемых систем возможно только путем комбинации методов системной динамики, современных методов идентификации, применяемых в теории регулирования, а также методов эконометрии и теории принятия решений.
Общая задача синтеза управляющей системы
Очевидно, существует множество альтернативных решений проблемы . Рассмотрим теоретические аспекты синтеза управляющей системы, вырабатывающей такие управляющие воздействия Xm, которые обеспечили бы достижение цели, стоящей перед всей системой. При этом полезным оказывается понятие решающей системы или системы принятия решений.
|
|
|
По определению, любая система вида 
может быть представлена как система принятия решений. Это условие определяет принципиальную возможность синтеза управляющей системы. В процессе синтеза, который основывается на результатах анализа и реализуется как итеративная процедура, используются стандартные модельные конструкции: декомпозиция, координация, агрегирование, – и при определенной противоположности целей анализа и синтеза функциональное единство связывает эти два аспекта исследования.
Главной проблемой синтеза управляющей системы является синтез такого закона управления 
, который бы обеспечивал минимальное значение D y при заданном D кy.
Состояния системы 
определяются путем решения задач наблюдения 
и идентификации 
, причем функции j, h считаются известными.
Сложность синтеза закона управления заключается в том, что множество 
содержит лишь переменные, позволяющие решать проблемы, которые возникают в настоящий момент. Что же касается будущего, то прогнозировать можно только те ситуации, которые имели место в прошлом.
Пусть в результате решения задачи синтеза объекта управления и решения задач наблюдения и идентификации состояний управляемой системы удалось сформулировать закон управления. Следующей задачей является структурный синтез: получение такой структуры управляющей системы, которая могла бы позволить эффективно реализовать закон управления z.
|
|
|
