Самонастраивающаяся система

Самонастраивающаяся система — кибернетическая (или динамическая) адаптивная система, в которой запоминание информации (накопление опыта) выражается в изменении тех или иных её параметров, существенных для целей системы.

Идеальная самонастраивающаяся система (СНС)[править | править код]

Идеальной самонастраивающейся системой (СНС) была бы система, которая сохраняла бы неизменные динамические и статические характеристики при любых возможных условиях. Практически СНС считается такая система, которая сохраняет динамические и статические характеристики неизменными лишь в определенных пределах.

Критерии самонастройки[править | править код]

Критерий самонастройки одновременно является и критерием качества системы. Он должен отражать требования оптимальности, например:

• Обеспечение экономичности, газотурбинных или дизельных установок.
• Обеспечение наибольшей производительности добычи угля.
• Минимизация ошибки системы при наличии помех.
• Обеспечение экстремума температуры мартеновской печи.
• Стабилизация динамических свойств при изменении внутренних параметров.

При проектировании и расчете самонастраивающейся системы необходимо установить функциональные соотношения между показателями оптимальности и характеристиками объекта для изменяющихся условий работы системы. Установление такого функционального соотношения составляет основу критерия самонастройки.

Классификация СНС[править | править код]

СНС классифицируются по исходному фактору, обуславливающему применение элементов самонастройки, что позволяет выделить следующие основные классы:

• Системы, настраивающиеся по сигналам внешних воздействий и выходных переменных.
• Система настроена по динамическим характеристикам.
• Экстремальные СНС, обеспечивающие экстремизм некоторого показателя объекта системы.

Дополнительным признаком классификации можно считать способ воздействия элементов самонастройки на систему:

• С автоматической настройки структуры системы (самоорганизующиеся системы).
• С автоматическим изменением алгоритма функционирования.

Последние являются наиболее совершенными самонастраивающимися системами, особенно самообучающиеся системы, в которых логическое устройство запоминает результаты самонастройки и использует их непосредственно в работе системы.

СНС разделяются также на разомкнутые и замкнутые относительно контура самонастройки и выхода системы, на аналитические, поисковые, комбинированные и т.д.

Характерные особенности самонастраивающихся систем[править | править код]

• Во всякой СНС должно быть не менее двух контуров: основной контур и контур самонастройки.
• СНС должны иметь элементы с изменяемыми (непрерывно или дискретно) параметрами, характеристиками или структурой и переменным в процессе работы законом управления. Таким образом, СНС в общем случае являются нелинейными нестационарными системами.
• СНС должны иметь логические элементы (ЭВМ в общем случае).
• СНС обладают повышенной чувствительностью к изменению параметров системы и входных сигналов.
• Системы, настраивающиеся по сигналам внешних воздействий и выходных переменных.

Задача синтеза контура самонастройки[править | править код]

Задача синтеза контура самонастройки предусматривает выполнение следующих основных этапов: 1) анализ причин, обуславливающих применение самонастройки; 2) выбор критерия самонастройки и принципа построения контура СН; 3) определение алгоритмов идентификации; 4) определение закона изменения настраиваемых параметров; 5) разработка структуры модели или анализатора характеристик.

Анализ причин[править | править код]

Если СН применяют с целью оптимизации при различных характеристиках сигналов внешних воздействий, то необходимо: а) либо знать аналитическое выражение полезного сигнала на входе  при неизвестных его параметрах и известных статических характеристиках помех; б) либо иметь возможность непосредственно измерить полезный сигнал  и знать статистические характеристики помех.

Выбор критерия самонастройки и принципа построения контура СН[править | править код]

В качестве критерия самонастройки при использовании, например, анализатора характеристик (Ax) можно принять минимум отклонения динамических характеристик системы от эталонных, являющихся оптимальными.

Определение закона изменения настраиваемых параметров[править | править код]

• Применение метода стохастической статистической аппроксимации.

• Использование градиентного метода.
• Использование функции Ляпунова.

См. также[править | править код]

• Цель
• Целевая функция
• Адаптивная система
• Адаптивная система (кибернетика)
• Самоорганизующаяся система
• Саморазвивающаяся система
• Система управления
• Адаптивное управление

Литература[править | править код]

• Самонастраивающаяся система / Красовский А. А. // Ремень — Сафи. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 22).
• Красовский А.А. Динамика непрерывных самонастраивающихся систем. — М.: Физматгиз, 1963. — 468 с.