ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА
управления, система
автоматического
управления, в к-рой управляющие воздействия методом поиска автоматически
изменяются т. о., чтобы осуществлялось наилучшее (в каком-то смысле) управление
объектом; при этом характеристики объекта или внешние возмущения могут
изменяться неизвестным заранее образом. Принцип автоматического поиска
лежит в основе действия самоприспосабливающихся систем. П. с. существенно
отличаются от следящих систем и систем стабилизации без поиска (в
т. ч. систем программного регулирования), в к-рых устраняется до допустимых
пределов рассогласование между заданными значениями регулируемых параметров
и их текущими или средними значениями путём воздействия на управляющие
переменные x(t), зависящего от этого рассогласования; при этом требуется,
чтобы отношение выходных параметров
y(t) объекта управления к его
входным параметрам x(t) не меняло знак:
Однако для множества различных объектов,
технологич. и др. процессов типично то, что их статич. и динамич. характеристики
могут изменяться произвольно. Таковы, напр., полёт самолёта, процессы горения,
мн. хим. реакции и др. При этом часто, наряду с нарушением условия (1),
между целевыми функциями (характеризующими цель управления) и входным воздействием
имеется статическая взаимосвязь экстремального вида. В таких системах количество
начальной информации об объекте недостаточно для достижения цели управления.
Естественный путь восполнения недостающей информации - определение её в
процессе работы.
Структурная схема поисковой системы управления:
ОУ - органы управления; УП - устройство организации поиска; УЦ - устройство
формирования цели
Структурная схема П. с. показана на рис.
Состояние объекта управления определяется управляющими воздействиями
Поиск осуществляется след, образом: на
вход объекта подаются пробные воздействия и оценивается реакция на них
объекта, проявляющаяся в виде изменения значения целевой функции R(t);
далее
в УП определяются те воздействия, к-рые изменят показатель цели в нужную
сторону; вслед за этим вырабатываются и подаются на вход объекта соответствующие
сигналы, т. е. прикладываются рабочие воздействия. Затем на объект управления
снова подаются поисковые воздействия и цикл повторяется.
Наиболее распространённые методы поиска:
метод Гаусса - Зейделя, при котором последовательно отыскивается экстремум
выхода по 1-й, 2-й, ..., т-й координате входного воздействия; метод
градиента, состоящий в том, что новое входное воздействие получается из
предыдущего в результате движения системы по градиенту выходного функционала;
метод случайного поиска, при к-ром используются пробные смещения в случайных
направлениях; метод стохастич. аппроксимации, состоящий в последовательном
приближении к экстремуму с учётом результатов предыдущих поисковых шагов,
с постепенным уменьшением размера шага.
В первых П. с. требовалось отыскивать и
поддерживать управляющие воздействия, обеспечивающие наибольшие или наименьшие
(экстремальные) значения целевой функции (напр., наибольшую дальность полёта
самолёта, наибольший кпд устройства, наибольшую темп-ру в топке, наименьшую
стоимость продукции и т. д.). Такие П. с. наз. системами экстремального
регулирования (СЭР) или экстремальными системами. Идея экстремального
регулирования как нового направления в развитии систем автоматич. управления
впервые была выдвинута в СССР(В. В. Казакевич, 1944). Гл. преимущество
экстремальных систем состоит в том, что они не требуют значит, начальной
информации об управляемом объекте, а также высокой точности измерит, аппаратуры,
дающей текущую информацию об объекте,- эта аппаратура должна лишь иметь
чувствительность, достаточную для характеристики тенденции (направления)
изменения контролируемых параметров.
Часто П. с. используется совместно с моделью
объекта (см. Моделирование). В этом случае оптим. значения параметров
объекта выбираются методом поиска не на самом объекте, а на его модели.
Затем значения этих параметров устанавливаются на объекте. Подобные системы
применяют, напр., для автоматич. управления самолётом (автопилот).
П. с. применяют также для стабилизации
регулируемого параметра. Это необходимо в том случае, когда нарушается
условие (1). Пои этом целевая функция
Лит.: Казакевич В. В., Об экстремальном
регулировании, в сб.: Автоматическое управление и вычислительная техника,
в. 6, М., 1964; Фельдбаум А. А., Вычислительные устройства в автоматических
системах, М., 1959; Красовский А. А., Динамика непрерывных самонастраивающихся
систем, М., 1963; Первозван-ский А. А., Поиск, М., 1970; Растригин Л. А.,
Системы экстремального управления, М., 1974. В. В. Казакевич.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я