Повна версія

Головна arrow Техніка arrow ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ. ЗАМКНУТІ СИСТЕМИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

СТРУКТУРА ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ РЕГУЛЯТОРА

Для оптимізації регулятора потрібно застосувати структуру, яка містить модель системи і ряд допоміжних модулів. У модель системи входять регулятор і об'єкт, а також можуть входити інші специфічні блоки.

Крім моделі системи в структурі повинні міститися засоби:

  • • формування тестових сигналів;
  • • індикації результатів оптимізації;
  • • обчислення вартісної функції (блок);
  • • формування стартових значень параметрів;
  • • оптимізації (здійснює аналіз вартісної функції, обчислення нових параметрів, аналіз нових значень і прийняття рішення про подальші кроки - продовження пошуку або його припинення).

Можлива структура для оптимізації показана на рис. 5.6.

Дана структура працює таким чином. Модель об'єкта і модель регулятора в сукупності утворюють модель замкнутої системи. Засобом формування тестових сигналів є генератор ступеневої стрибка. Для лінійних систем це найбільш зручний і показовий вхідний сигнал. Блок оцінки вартісної функції обчислює значення вартісної функції за результатами кожного випробування. Стартові значення подаються через блок оптимізації на регулятор, задаючи значення його параметрів при самому першому випробуванні системи з серії модельних випробувань. Засіб індикації (індикатори) містить осцилограф, що показує підсумковий перехідний процес в системі, і дисплеї остаточних значень оптимізуються параметрів (коефіцієнтів регулятора). Блок оптимізації здійснює такі функції:

  • 1) при першому випробуванні встановлює в регуляторі ті коефіцієнти, які вписані оператором в формувач стартових величин, а також видає ці значення на дисплеї;
  • 2) запускає чергове випробування;
  • 3) за результатами чергового випробування приймає на свій вхід і аналізує значення обчисленої вартісної функції в порівнянні з раніше отриманими її значеннями;
  • 4) аналізує критерії зупинки;
  • 5) якщо критерії зупинки не виконані, то відповідно до одним з обраних алгоритмів обчислює нове значення набору коефіцієнтів регулятора, після чого повертається до повторення всіх операцій, починаючи з п. 2. Якщо ж критерії зупинки виконані, переходить до п. 6;
  • 6) обирає значення регулятора, відповідні найменшим значенням вартісної функції.
Типова структура для оптимізації регулятора системи

Мал. 5.6. Типова структура для оптимізації регулятора системи

зі зворотним зв'язком

Критерієм зупинки може бути виконання однієї з наступних умов: а) кількість ітерацій перевищило задане значення;

б) встановлено, що подальше виконання даного алгоритму не приведе до зменшення вартісної функції на величину, що перевищує задану допустиму похибку оптимізації; в) виникла помилка, яка робить неможливим подальше виконання процедури, наприклад перевищення одним з параметрів або однієї з розрахункових величин найбільшого допустимого значення (для різних версій програми це 10 28 -10 30 і т.п.).

Обчислюється в структурі вартісна функція неявно залежить від параметрів регулятора і від тестових впливів, що породжують перехідний процес, оскільки від цих параметрів залежить функція помилки системи e (t). При вирішенні задачі чисельної оптимізації потрібно знайти такі значення коефіцієнтів регулятора, при яких вартісна функція досягає мінімального значення. Оскільки помилка в системі залежить від коефіцієнтів регулятора, то і вся вартісна функція буде залежати від даних коефіцієнтів. Вирішення цього завдання називається оптимумом, в нашому випадку - мінімумом. Слід розрізняти локальні і глобальний мінімуми. Локальні мінімуми - це такі рішення, при яких невеликі зміни будь-якого параметра викликають зростання вартісної функції, однак це не відноситься до будь-яких змін даних параметрів. Глобальний мінімум може бути лише один - це таке рішення, яке забезпечує найменше значення цільової функції для всіх параметрів з області їх допустимих значень.

Можуть бути застосовані різні алгоритми пошуку мінімуму. Правильність вибору методу оптимізації залежить від властивостей завдання: найкращий метод для одного завдання може виявитися найгіршим або зовсім непридатним для іншої задачі.

 
<<   ЗМІСТ   >>