Екстремальне регулювання
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Екстремальне регулювання

Екстремальне регулювання, спосіб автоматичного регулювання, що полягає у встановленні і підтримці такого режиму роботи керованого об'єкту, при якому досягається екстремальне (мінімальне або максимальне) значення деякого критерію, що характеризує якість функціонування об'єкту. Критерієм якості, який зазвичай називається цільовою функцією, показником екстремуму або екстремальною характеристикою, може бути або безпосередньо вимірювана фізична величина (наприклад, температура, струм, напруга, тиск), або ккд(коефіцієнт корисної дії), продуктивність і ін. Е. р. здійснюється в умовах невизначеності відносно поведінки об'єкту управління. Тому при Е. р. спочатку отримують необхідну вихідну інформацію про об'єкт (для цього на керований об'єкт подаються пробні дії, вивчається реакція об'єкту на ці дії і вибираються ті з них, які змінюють цільову функцію в потрібному напрямі), а потім на основі отриманої інформації виробляють робочі дії, що забезпечують досягнення екстремуму критерію якості (див. Пошукова система управління). Т. о., при Е. р. вирішуються два завдання: знаходження градієнта цільової функції, що визначає напрям руху до екстремуму в просторі регульованих координат за наявності перешкод, обурень і інерційності об'єкту оптимізації; організація стійкого руху системи у напрямі точки екстремуму за мінімально можливий час або при мінімізації яких-небудь інших показників.

  Автоматичний пристрій, що виробляє дії, що управляють, на об'єкт, називається екстремальним регулювальником. Екстремальні регулювальники призначені для управління такими об'єктами, в яких залежність показника якості функціонування від регулюючої дії має один екстремум (максимум або мінімум). Якість роботи регулювальника визначають величина і частота пробних дій, величина н швидкість варіацій регулюючих (робітників) дій, чутливість і ін. У СРСР і за кордоном серійно випускаються електронні, гідравлічні і пневматичні регулювальники для Е. р., структура і конструктивні особливості яких визначаються призначенням і областю використання того або іншого регулювальника.

  Екстремальний регулювальник в сукупності з об'єктом регулювання утворюють систему екстремального регулювання (СЕР), або систему оптимізації, по принципу управління розрізняють СЕР розімкнені (засновані на принципі управління по обуренню), замкнуті (засновані на принципі зворотного зв'язку) і комбіновані (поєднуючі обидва принципи одночасні). Найбільшого поширення набули замкнуті СЕР, забезпечуючі високу точність, розімкнені СЕР, не дивлячись на багато переваг їх в порівнянні із замкнутими СЕР (висока швидкодія, відсутність пошукових рухів і т. д.), застосовуються обмежено, головним чином в тих випадках, коли всі основні обурення, що діють на об'єкт управління, можуть бути виміряні; комбіновані СЕР поєднують основні переваги замкнутих і розімкнених систем — точність і швидкодію.

  Найважливішими показниками, що характеризують якість функціонування СЕР, є: для статичних об'єктів — час пошуку екстремуму (швидкодія СЕР) і відхилення величини, що оптимізується, від екстремального значення в сталому режимі (т.з. втрати на пошук); для динамічних об'єктів, окрім вже вказаних, - вимоги до характеру перехідного процесу пошуку (монотонність, відсутність перерегулювання і т. п.). Вибір конкретної СЕР як правило, тісно пов'язаний із специфікою керованого об'єкту.

  Перші роботи в області Е. р. належать М. Леблану і Т. Штейну (Франція, 1922); систематичне вивчення Е. р. як нового напряму в розвитку систем автоматичного управління вперше було почато В. В. Казакевічем (СРСР, 1944); вивчення СЕР було продовжено в 50-х рр. 20 ст Ч. Драйпером і В. Лі (США). У 60-х рр. Е. р. оформилося в самостійний напрям в теорії нелінійних систем автоматичного управління, а СЕР отримали широке вживання (наприклад, при налаштуванні резонансних контурів і автоматичних вимірювальних пристроїв, при відшуканні оптимальних параметрів моделей, що набудовуються, при управлінні хімічними реакторами, нагрівальними установками, процесами флотації, дроблення).

  Літ.: Красовський А. А., Динаміка безперервних самоналагоджувальних систем, М., 1963; Моросанов І. С., Релейні екстремальні системи, М., 1964; Кунцевіч Ст М., Імпульсні самоналагоджувальні і екстремальні системи автоматичного управління, До., 1966; Растрігин Л. А., Системи екстремального управління, М., 1974.

  С. До. Коровін.