Мдк 01. 01 Технология формирования систем автоматического управления

 
Рис.15.5. Иерархическая схема интеллектуальной системы управления II рода 
16. Степень интеллектуальности систем управления. Модули систем 
управления исполнительного уровня 
Под степенью интеллектуальности системы будем понимать ее способность 
работать с базой внешних событий или ситуаций для привлечения знаний, 
позволяющих уточнить предложенную задачу и наметить пути ее решения. 
Интеллектуальная система управления включает следующие слои 
обработки неопределенной информации (слои интеллектуальности): 
– слой самообучения и адаптации; 
– слой работы с базами событий, знаний и формирования решений; 
– исполнительный слой. 
Каждый из перечисленных слоев имеет свою функциональную специфику и 
в реальной системе может состоять из нескольких уровней. При этом в самом 
нижнем исполнительном слое могут использоваться классические модели САУ. 
Все остальные слои более высокого ранга можно рассматривать как надстройку 
над традиционными классическими моделями, отвечающую требованиям 
современной информационной технологии работы со знаниями и существенно 
расширяющую возможность этих моделей. 

---

40 
 
Минимальная надстройка может содержать всего лишь базу знаний, 
состоящую из нескольких продукционных правил. В этом простейшем случае 
могут отсутствовать слои самообучения и прогноза событий (или функции этих 
уровней могут быть совмещены с функциями обработки нескольких правил). 
В зависимости от того, сколько слоев интеллектуальности имеет та или иная 
система, можно говорить о разных степенях ее интеллектуальности. 
Введем ряд определений: 
– система управления, функционирование которой ограничено двумя 
нижними слоями интеллектуальности, имеет степень интеллектуальности в 
малом; 
– система управления, функционирование которой ограничено тремя 
нижними слоями интеллектуальности, имеет степень интеллектуальности в 
большом; 
– система управления, функционирование которой поддерживается всеми 
четырьмя слоями интеллектуальности, называется интеллектуальной в целом. 
На рис. Представлены принципы организации интеллектуальных систем 
управления. Из которых следует, что каждый уровень иерархии управления 
может иметь различную степень интеллектуальности: от интеллектуальности в 
малом до интеллектуальности в целом. 
Рис. 16.1. Принципы организации интеллектуальных систем управления 
Достаточно очевидно, что на стратегическом уровне необходимо иметь 
высокую 
степень 
интеллектуальности, 
что 
определяется 
набором 
функциональных задач по планированию целесообразного поведения сложного 
объекта управления. Более проблематичной, на первый взгляд, представляется 
интеллектуализация тактического и тем более приводного уровня. Тем не менее, 
совершенно реальный смысл приобретает термин «интеллектуальный привод», 
под которым понимается привод с системой управления, имеющей степень 
интеллектуальности в малом. 

---

41 
 
Назначение исполнительного уровня управления состоит в обеспечении 
заданных требований по устойчивости, точности и качеству переходных 
процессов в системе при достижении цели управления, которая поступает с 
тактического уровня управления. При этом конкретная структура системы 
управления зависит от того, на каком уровне интеллектуальности (каком слое 
обработки неопределенной информации) она реализуется (см. рис. 16.1). 
Исполнительный уровень на исполнительном слое обычно реализуется с 
использованием контроллеров с обратной связью, т.е. модуль управления 
является замкнутым на приводном (исполнительном) уровне. Принцип 
разомкнутого управления в настоящее время используется только в системах 
управления шаговыми двигателями (в графопостроителях, плоттерах, поворотных 
столах и других устройствах, которые не испытывают существенных 
возмущающих воздействий). 
В оборудовании автоматизированного машиностроения (металлорежущие 
станки, технологические роботы) обеспечить приемлемую точность движения 
можно только используя замкнутые системы управления. При этом на 
контроллерах чаще всего реализуется алгоритм ПИД-регулирования.
Общая структурная схема системы управления, реализуемая типовым 
контроллером, представлена на рис. 16.2. Для задач автоматизированного 
машиностроения входными воздействиями для системы могут быть, в 
зависимости от поставленной цели управления, управляющие сигналы по 
положению, скорости, развиваемому усилию, либо по всем трем вместе. В 
системе реализуется принцип замкнутого управления, что предусматривает 
наличие соответствующих обратных связей (измерений) по фазовым координатам 
системы. 
Рис. 16.2. Структурная схема системы управления u(t) – управление