можно либо вследствие незнания истинного закона изменения хотя бы некоторых параметров объекта, либо вследствие случайного характера их изменения.

Это имеет место, например, в различных неустановившихся режимах полета скоростных самолетов, когда встает задача о полной автоматизации управления. Такие же ситуа-

Устроиства самонастройки

f/acmpauea-

ющее i/cmpoiicmea

Анализатор

или оптшизагар

Усилитильт-преодразр-вателшае

pcmpodcmBU

ffcnOHHU-

телйное pcmpoi}c/7Teo

Шмери-телйное устроЛстео

Улрае-offbejtm

3affamvm тгрларремай вeлuvmi>/

рэмрК [и/ающееХ I eojoeii-]

i/cmpaucmea салгонастра/ш

Атлизатор

или олтимизагор

ции часто могут иметь место в системах управления многими производственными процессами в металлургии, в машиностроении, в химической промышленности и т. п.

Во всех этих случаях приходится прибегать к самонастройке параметров регулятора (системы управления) по заданному показателю желаемого качества работы системы. При этом в системе должно иметься специальное автоматическое устройство для анализа качества работы объекта в данной системе по какому-нибудь заданному критерию (рис. 2.13, а) или для анализа величины ошибок регулирования (рис. 2.13, б). В обоих случаях это устройство (анализатор) определяет отклонение качества системы от требуемого качества и передает соответствующий сигнал на настраивающее устройство, которое автоматически изменяет параметры регулятора в нужную сторону, чтобы ликвидировать нежелательное ухудшение качества работы системы.

Критерий качества может быть выбран любым из применяемых в теории регулирования или даже вновь выработан в интересах практики. Выбор его зависит от назначения и конструкции системы.

Таким образом, в самонастраивающихся системах

данного типа сверх обычного замкнутого контура регулирования (управления) имеется замкнутый контур самонастройки (рис. 2.13).

Дальнейшим развитием устройств самонастройки в системах данного типа является самооптимизация системы, когда анализатор качества на схемах рис. 2.13 заменяется оптимизатором, т. е. устройством, которое производит настройку параметров регулятора оптимальным образом, отыскивая

астрсивс-1/строг2сл7еа

Усилителмо-npeoffpaao-вашелы/ое

рс/77рог}стеа

Ислолт-телмае 1/стдрйатво

Шмери-телйлое

Упрае-

3affamvm оеерлирремай еелтит/

Рис. 2.13.

экстремум качества по заданному критерию, в частности, например, минимум ошибки регулирования.

Если задачей обычной самонастройки (с анализатором качества) было сохранение заданного качества системы в некоторых пределах, то задача оптимизатора (т. е. экстремальной настройки параметров регулятора) состоит в том, чтобы в каждый момент времени при меняюп1;ихся параметрах объекта настраивать параметры регулятора так, чтобы получать максимум качества, возможный в данных реальных условиях.

Такой оптимизатор должен содержать в себе, следовательно, устройство автоматического поиска экстремума качества (минимум ошибки), подобно поиску экстремального задания регулируемой величины в рассматривавшихся ранее экстремальных системах регулирования. Но особенность оптимизатора здесь состоит не только в специфике той величины, экстремум которой ищется, но главным образом в том, что воздействует он не на настройку требуемого значения регулируемой величины, а на настройку параметров корректирующих устройств самого регулятора.

Самооптимизация (экстремальная самонастройка) является наиболее совершенным, но в то же время и наиболее сложньш видом системы с замкнутым контуром самонастройки параметров. В тех случаях, когда самонастройка применяется в системах управления вследствие недостоверности знания свойств объекта, система самооптимизации напоминает процесс самообучения системы ). Система при этом путем автоматического поиска как бы сама познает неизвестные свойства управляемого объекта и обучается управлять этим объектом наилучшим образом (сама настраивает параметры регулятора по экстремуму заданного критерия качества).

В таких случаях можно постзпать следующим образом: запустить указанную сложную самооптимизирующуюся (самообучающуюся) систему в пробную эксплуатацию и дать ей возможность самой настроить параметры регулятора. Затем можно снять устройство самонастройки вовсе и дальше эксплуатировать более простую систему с постоянной или с программной настройкой, выработанной в процессе самооптимизации (самообучения). Это, конечно, не всегда возможно.

Одним из распространенных видов анализаторов и оптимизаторов качества в самонастраивающихся системах являются устройства из операционных усилителей или других математических моделей, построенных на блоках вьгаислительных машин, которые имитируют желаемое динамическое поведение объекта. Это эталонное качество поведения модели сравнивается с реальным поведением системы, и параметры регулятора настраиваются автоматически и таким образом, чтобы поведение системы подогнать к эталонному поведению модели.

На этом же принципе производится обучение машины человеком. В самом деле, в качестве эталонной модели можно взять работу человека по управлению, например, процессами в металлургической печи. Можно ввести при этом все те же связи с автоматической системой, которые вводятся в указанной выше самонастраивающейся системе с моделью. Тогда в результате произойдет самонастройка параметров этой системы. Система настроится на работу, дающую те же результаты, которые давала работа человека.

Важная особенность такой системы заключается в том, что здесь не требуется закладывать заранее критерий качества (что требовалось выше), так как он содержится в самом характере действий человека.

При помощи современных средств автоматики и вычислительной техники (включая, конечно, и присущие им логические операции) такого рода

Более совершенный принцип обучения, связанный с самоорганизацией, будет описан в следующем параграфе.

сложные задачи для некоторых объектов оказываются вполне осуществимыми. Пока что это делается только для длительно работающих объектов с медленным или с редким скачкообразным изменением параметров, когда процесс самонастройки успевает за темпом изменения свойств объекта. При

Устрог/стеа самонастроиш

Шстраава-

ющее рстройстеа

Амалшатор

/треораза-рстршста?

темное

Шмерц-телмае pcmpotfemeo

Щрае-ллемъ/и

\eo3ffez/-,

Л£гр<лцср&/£

11 It

Nacff/pavea-pcm/Micmeo

Усш/у/лемт-

ватемнае рсшраистер

Алал1/затор

телшое рс/77рое/сшт

ffaMepu-тельше ретрсг/с/та

Упрсв-

3affc,77vu/r гуегрлг/рртой велг/тм/

Рис. 2.14.

быстром изменении параметров объекта и окружающих его условий построение таких самонастраивающихся систем является в настоящее время весьма трудной задачей.

Возможны еще и другие виды систем с самонастройкой параметров регулятора, которые не производят непосредственно анализ или оптимизацию какого-либо показателя качества работы (или ошибки системы), а анализируют форму возмущающего и задаваемого извне управляющего воздействий на систему (рис. 2.14, а) и перенастраивают параметры регулятора в зависимости от формы воздействия по определенному правилу, заложенному заранее в настраивающее устройство. Это ~ системы с самонастройкой параметров регулятора по возмущению. .---- .