5.6. Оптимальные системы

Оптимальные САУ – это системы, в которых обеспечивается оптимальное значение основного показателя качества работы системы, например, длительность переходного процесса, точность отработки управляющего воздействия или минимизация потребляемой мощности объекта управления. В ряде технологических процессов показатель качества, или эффективность, выражается в каждый момент времени функцией характеристик системы. Эта функция может быть представлена в виде многомерной поверхности в фазовом пространстве параметров. При этом управление может считаться оптимальным, если оно обеспечивает удержание показателя качества в точке экстремума.

Эта точка под воздействием различных возмущений может смещаться в каком-то определённом направлении, но при этом неизвестно, в каком именно направлении следует воздействовать на регулирующий орган, чтобы вернуть систему к экстремуму. Обычно для осуществления экстремального управления выполняются сначала небольшие пробные движения, затем анализируется реакция на них системы и, по результатам анализа, вырабатывается управляющее воздействие.

Рис. 5.6. Схема оптимального управления с поиском

На рисунке приведена функциональная схема оптимального управления с поиском. Блок измерения показателя эффективности БИПЭ, измеряющий параметры процесса и вычисляющий по ним показатель качества J = f (y₁,…,y_n), подключен к выходу объекта управления ОУ. Блок пробного воздействия БПВ генерирует пробные воздействия V i на регулирующие органы РО. Вычислительный блок ВБ, получая информацию как о граничных условиях, различных ограничениях на параметры и введенных воздействиях, так и об изменении под их влиянием J, вырабатывает необходимые воздействия U i.