18-маъруза адаптив автоматик бошқариш тизимлар

18-маъруза
АДАПТИВ АВТОМАТИК БОШҚАРИШ ТИЗИМЛАР
Агар бошқариш объектининг статик, динамик ва ғалаёнли таъсирланиш тавсифлари маълум бўлса, унда бундай объектларни бошқариш учун бошқариш қонуни берилган бошқариш қурилмасини қўллаш мумкин. Бундай тизимлар бошқариш объекти ҳақидаги тўла бошланғич (тажрибада кўрилмаган) маълумотларга эга бўлган тизимлар қаторига киради.
Кўпинча бошқариладиган объектнинг тавсифлари, шунингдек унга таъсир кўрсатадиган ғалаёнлар вақт ўтиши билан сезиларли (ва олдиндан айтиб бўлмас) даражада ўзгарадилар. Бундай объектлар мисолида самолёт ва ракеталар хисобланади. Уларнинг параметрлари баландлик, учиш тезлиги ва ёқилғи истеъмолининг ўзгариши билан сезиларли даражада ўзгаради. Шундай объектлар борки, уларнинг динамик тавсифлари олдиндан маълум эмас ёки етарли даражада осон аниқлаб бўлмайди. Масалан, саралаш тепачасидан вагон узмаларини ғилдиратиб тушириш, уларнинг ҳаракатланиш хусусиятлари подшипниклар тури, вагон массаси, атроф мухит харорати ва бошқаларга боғлиқ бўлади.
Бундай объектларни бошқариш учун битта дастлабки маълумот етарли бўлмайди. Ушбу объектларни бошқариш тизимлари, бошқариладиган объект ҳақида тўла дастлабки маълумотга эга бўлмаган, тизимлар қаторига киради. Шу каби объектларни сифатли бошқариш учун, ишлаш жараёнида автоматик равишда объект ва ғалаёнланувчи таъсирлар ҳақидаги маълумотларни тўлдириб туриш керак бўлади. Тизимни ишлаш жараёнида олинадиган ва бошқариш учун зарур бўлган маълумотларни ишчи ёки жорий маълумотлар деб номланади.
Объектни энг яхши бошқаришни амалга ошириш учун, бошқарувчи қурилмаларнинг ишлаши автоматик аниқ бир мақсадга йўналтирилган усулда ўзгарадиган бошқариш тизимлари, адаптив­ (ёки ўзи мосланувчи) деб номаланади. Бошқарувчи қурилманинг ишлаш усулини автоматик ўзгартиришни адаптация (мослашиш) ёки ўзи мослашувчи тизимни созлаш деб номланади.
Созлаш параметрларни, тузилишини ва алгоритмини ўзгартириш билан амалга оширилади. Адаптив САУ бошқариладиган объект ва ғалаёнланувчи таъсирланиш ҳақидаги маълумотларни тўлдириб турувчи, шунингдек тизимни росташни амалга ошириш учун қурилмага эга бўлиш керак.
Бошқарувчи қурилма параметрлари ўзгариши аниқ бир мақсадга йўналтирилган адаптив тизимлар, ўзи ростланувчи деб номланади. Агар бошқарувчи қурилманинг параметрлари ва тузилиши ўзгарса, унда тизим ўзи ташкил этувчи деб номланади. Агар параметрлари, тузилиши ва бошқариш алгоритми тизимни ишлаш тажрибасини хисобга олиб алмашсалар, унда тизим ўзи ўқитувчи деб номланади.
Экстремал бошқарадиган тизимлар (СЭУ) ўзи созланадиган тизимларнинг содда тури хисобланади, улар ишлаш жараёнида бошқариладиган объектнинг киришида шундай автоматик бошқарувчи таъсирларни қидириб топадики, бунда унинг экстремал қиймати яқинида тизимнинг сифат кўрсаткичлари узлуксиз таъминланади.
Бундай тизимларнинг асосий хусусиятлари шундан иборатки, уларда бошқариш тизимидаги алоҳида мослашувларни (оғишларни) ўрнини тўлдириш йўли билан эмас, унинг холатини бирорта функциясига-бошқариш тизимининг сифат кўрсаткичига, мақсадли йўналтирилган таъсири билан амалга оширилади.
Экстремал бошқариш тизими оддий САУ мураккароқ, агар бошқариш объекти етарли даражада яққол ажралиб турадиган сифат кўрсаткичи экстремумига эга бўлса ва ташқи шароитлар ва етарли даражада бошқариш таъсирларига боғлиқ бўлганда, уларни қўллаш мақсадга мувофиқ бўлади.




20.6-расм. Бошқариш таъсирларига сифат кўрсаткичини боғлиқлиги



20.6-расмда I сифат кўрсаткични бошқариш таъсирларига ташқи шароитларда боғлиқлигини турли вариантлари кўрсатилган. Агар ташқи шароитлар ўзгарса фақат сифат кўрсаткичи I_Э қийматининг экстремал катталиги ўзгаради, экстремумга мос координата U_э эса ўзгармайди ёки фақат Iэ экстремумга мос U₃ координата ўзгаради, Iэ катталик эса ўзгармайди. Шундай экан, оддий САУ фойдаланиб сифат кўрсаткичи экстремум қийматини таъминлаш мумкин бўлади, яъни бошқариш қурилмасининг доимий парамерли САУ.
Одатда СЭУ сифат кўрсаткичи бир нечта бошқариш таъсирлари функцияси хисобланади, яъни I=I(u_v ,...,и_п).
Агар дифференциумнинг охирги функцияси, экстремумга мос бўлган нуқтада бўлса
<sub>, , ёки

бунда</sub> ,...., _- и₁,..., и_п. катталиклар хисобланадиган ўқларнинг бирлик векторлари.
_{Экстримал тизим} I юза бўйича у_], у₂,..., у_п ўзгарувчанлар майдонида ишчи нуқтанинг ҳаракатини grad I=0 бўлган нуқтагача таъминлаши керак. Буни амалга ошириш учун, биринчидан, градиентни аниқлаш, иккинчидан, нуқтани экстремум бўйича ҳаракатини таъминлаш керак бўлади. Биринчи ва иккинчи масалаларни ечиш учункўп усуллар мавжуд. Уларнинг соддаларини кўриб чиқамиз.
Чеки бўлган ошиб кетиш усули алоҳида хосилаларни чеки бўлган ошиб кетишга нисбатан алмаштиришга асосланган:
_,(i=1,2,…,n)
Навбатма-навбат и₁,...,и_п катталикларга сакраш йўли билан содир бўладиган катта бўлмаган ўзгаришларни бериб, мос бўлган ошиб кетишларни _{хисоблайдилар. Ушбу усулнинг аниқлиги I функциясининг тавсифи ва ошиб кетиш катталигига боғлиқ бўлади.}