Характеристика системы управления и главных ее принципов. Особенность определения максимальных и минимальных значений задач. Анализ общих свойств, характеризующих процесс адаптации. Сущность программного обеспечения систем правления адаптивных роботов.
Аннотация к работе
Система - это целое, созданное из частей и элементов, взаимодействующих между собой, для целенаправленной деятельности. Вместе с тем система имеет свойства, отличные от свойств своих элементов. Болдуинга: «система - это совокупность из двух или более элементов, удовлетворяющих следующим условиям: - поведение каждого элемента влияет на поведение целого; Основными системными принципами являются: 1) целостность - несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов и невыводимость из последних свойств целого; 3) взаимозависимость структуры и среды - система формирует и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия со средой, являясь при этом активным элементом взаимодействия;Оптимальное управление - это задача проектирования системы, обеспечивающей для заданного объекта управления или процесса закон управления или управляющую последовательность воздействий, обеспечивающих максимум или минимум заданной совокупности критериев качества системы [1]. Математическая модель для задачи оптимального управления включает в себя: формулировку цели управления, выраженную через критерий качества управления; определение дифференциальных или разностных уравнений, описывающих возможные способы движения объекта управления; определение ограничений на используемые ресурсы в виде уравнений или неравенствЗадачи оптимального управления относятся к теории экстремальных задач, то есть задач определения максимальных и минимальных значений. Уже то обстоятельство, что в этой фразе встретилось несколько латинских слов (maximum - наибольшее, minimum - наименьшее, extremum - крайнее, optimus - оптимальное), указывает, что теория экстремальных задач была предметом исследования с древних времен. О некоторых таких задачах писали еще Аристотель (384-322 годы до н.э.), Евклид (III в. до н.э.) и Архимед (287-212 годы до н.э.). Характерной особенностью экстремальных задач является то, что их постановка была порождена актуальными запросами развития общества. Эта теория подобно другим направлениям теории экстремальных задач, возникла в связи с актуальными задачами автоматического регулирования в конце 40-х годов (управление лифтом в шахте с целью наискорейшей остановки его, управление движением ракет, стабилизация мощности гидроэлектростанций и др.).Адаптивное управление - совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления.По характеру изменений в управляющем устройстве адаптивные системы делят на две большие группы:-самонастраивающиеся (изменяются только значения параметров регулятора) В таких системах для определения управляющих воздействий, обеспечивающих движение к экстремуму, к управляющему сигналу добавляется поисковый сигнал. Беспоисковые адаптивные системы управления по способу получения информации для подстройки параметров регулятора делятся на -системы с идентификатором, в литературе иногда называют, как системы с настраиваемой моделью (НМ). При прямом адаптивном управлении благодаря учету взаимосвязи параметров объекта и регулятора производится непосредственная оценка и подстройка параметров регулятора, чем исключается этап идентификации параметров объекта.Адаптация (аккомодация) является основной реакцией живого организма, обеспечивающей ему возможность выживания. Понятие адаптации или адаптивности в технике носит очень широкий характер и имеет поэтому много толкований. Как известно, с помощью разомкнутого управления без обратной связи можно исключить влияние на выходные параметры объекта некоторых предсказуемых внешних возмущений при условии, что характеристики отдельных компонент и элементов системы управления достаточно просты и их свойства не изменяются. Ликвидировать влияние непредсказуемых внешних возмущений на поведение объекта возможно в рамках традиционной теории управления. В несколько раз может изменяться момент инерции манипулятора в сложенном состоянии по отношению к полностью вытянутому; вязкость рабочей жидкости в полостях гидроцилиндров подводного робота, работающего на разных глубинах моря при различных глубинах и температуре воды; трение в опорах двигателей в процессе загрязнения и старения смазки и многие другие характеристики.В зависимости от цели управления адаптивные системы в робототехнике можно условно разделить на следующие уровни. Первый уровень характеризуется способностью самонастройки параметров регулятора на основе информации о состоянии объекта, находящегося под возмущающим действием внешней среды. В последнем случае на объект подаются определенные пробные управляющие воздействия, фиксируется его реакция и на основании анализа поведения объекта дается оценка априорно неизвестным или изменившимся его параметрам. Характерным примером этого уровня адаптации робототехнической системы может служить регулятор, управляющий замкнутым по положению электрогидравлическим
План
Содержание
1. Система управления и ее принципы
2. Оптимальное управление
3. Задачи оптимального управления
4. Адаптивное управление
5. Классификация адаптивных систем
6. Адаптация
7. Уровни адаптации
8. Особенности адаптивных систем управления
9. Структура адаптивных систем управления
10. Программное обеспечение систем управления адаптивных роботов