Курсовая: Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта
Курсовая: Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматики и промышленной электроники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту на тему: “ Построение информационно-управляющей системы с
элементами искусственного интеллекта.”
По дисциплине: “Элементы систем автоматического контроля и управления.”
Проектировал:студент группы ПЭЗ-51 Симоненко А.В.
Проверил: Володченко Г.С.
Сумы 2000 г.
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ.
1.1 Построение информационной управляющей системы с элементами
самонастройки.
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ и нескорректированной
системы
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО
ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Выбор метода синтеза системы.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с
элементами искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ.
При современном уровне развития науки и техники все большее распространение
получают информационно-управляющие системы с элементами искусственного
интеллекта на производстве, в быту, военной технике, а также там , где
присутствие человека невозможно.Их особенностью является наличие в самой
системе подсистем анализа и контроля состояния как самой системы управления
так и состояния объекта управления с целью своевременного принятия решения и
реагирования на внешние воздействия и изменения в самой системе.
Системы автоматического контроля и управления должны обеспечить требуемую
точность регулирования и устойчивость работы в широком диапазоне изменения
параметров.
Если раньше теория автоматического управления носила в основном линейный и
детерминированный характер, решаемость теоретических задач определялась
простотой решения, которое стремились получить в виде замкнутой конечной
формы, то в настоящее время решающее значение приобретает четкая
аналитическая формулировка алгоритма решения задачи и реализация его с
помощью ЭВМ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ
1.1Построение информационной управляющей системы с элементами самонастройки.
Для нестационарного динамического объекта управления, поведение которого
описывается нестационарными дифференциальными уравнениями вида (1.1):
введем условие квазистационарности на интервале
(1.2)
(1.3)
Для решения задачи представим объект управления в пространстве состояний,
разрешив систему (1.1) относительно старшей производной:
(1.4)
Полученная система уравнений описывает структуру объекта управления в
пространстве состояний. Соответствующая структурная схема представлена на
рисунке 1.
Y1’(t)
U’(t)
U(t)
U(t)
Y1(t)
Y2(t)
Y2’’(t)
Y2’(t)
Рис.1
Представим схему переменных состояний в форме Коши. Для этого введем
переобозначение через z.
Пусть (1.5) :
Система (1.5)-математическая модель объекта управления в форме Коши.
Представим (1.5) в векторной форме:
(1.6)
где
вектор состояний (1.7)
производная вектора состояний (1.8)
динамическая матрица о/у (1.9)
матрица управления о/у (1.10)
вектор управляющих воздействий (1.11)
матрица измерений (1.12)
Определяем переходную матрицу состояний в виде:
Находим передаточные функции звеньев системы управления, для чего
представляем систему дифференциальных уравнений (1.1) в операторной форме:
(1.13)
(1.14)
Вынесем общий множитель за скобки
(1.15)
Передаточная функция первого звена
где
тогда
(1.16)
Подставляем численные значения (см.т/з):
Передаточная функция второго звена:
где
тогда
(1.17)
Подставляем численные значения:
Используя заданный коэффициент ошибки по скорости, находим требуемый
коэффициент усиления на низких частотах:
(1.18)
Для обеспечения требуемого коэффициента усиления вводим пропорциональное звено с
коэффициентом усиления
, равным
Передаточная функция системы численно равна:
(1.19)
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ нескорректированной системы.
Заменив в выражении (1.19)
, получим комплексную амплитудно-фазочастотную функцию разомкнутой системы:
(1.20)
Представим (1.20) в экспоненциальной форме:
(1.21)
Здесь
(1.22)
(1.23)
Логарифмируем выражение (1.22):
(1.24)
Слагаемые на частотах
равны нулю, а на частотах принимают значения .
Соответственно, тогда логарифмическая амплитудно-частотная характеристика
определяется выражением:
(1.25)
Определим частоты сопряжения:
(1.26)
Для построения логарифмических частотных характеристик выбираем следующие
масштабы:
-одна декада по оси абсцисс-10 см;
-10 дб по оси ординат-2 см;
-90° по оси ординат-4.5 см.
В этих масштабах откладываем:
-по оси частот-сопрягающие частоты;
-по оси ординат-значение
Через точку проводим прямую с наклоном -40 дб/дек, до частоты сопряжения
на частоте
сопрягается следующая прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению к предыдущей
прямой .Эта прямая проводится до частоты сопряжения
на частоте
сопрягается третья прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению ко второй прямой.
Третья прямая проводится до частоты сопряжения
Полученная таким образом ломаная кривая представляет собой ЛАЧХ разомкнутой
нескорректированной квазистационарной системы, первая прямая проходит с
наклоном к оси частот-40 дб/дек;вторая-20 дб/дек;третья0 дб/дек;
четвертая-20 дб/дек.
Фазочастотная характеристика нескорректированной разомкнутой системы строится
в тех же координатах согласно выражения (1.24) , где
-первое слагаемое
-это прямая, проходящая параллельно оси частот на расстоянии
;
-второе-четвертое слагаемые-тангенсоиды с точками перегиба на частотах
сопряжения; в области высоких частот асимптотически приближаются к
, а при
Алгебраическая сумма ординат всех четырех характеристик дает фазочастотную
характеристику нескорректированной разомкнутой системы..
Для определения запасов устойчивости не скорректированной системы по
амплитуде и по фазе необходимо:
-точку пересечения суммарной ФЧХ с линией
спроектировать на ЛАЧХ, тогда расстояние проекции этой точки до оси частот будет
величиной запаса устойчивости по амплитуде в дб. Если же проекция этой точки
окажется выше оси частот, то запаса устойчивости по амплитуде нет.
-проекция частоты среза на суммарную ФЧХ относительно линии
определяет величину запаса устойчивости по фазе в градусах, если проекция точки
находится выше линии
.
Произведенные построения показывают, что рассматриваемая система неустойчива
как по амплитуде, так и по фазе. С целью достижения заданных показателей
качества строим корректирующее звено.
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы.
1.3.1. Определяется частота среза.
(1.27)
где -время
регулирования квазистационарной системы, т.е. один из заданных в условии
показателей качества;
-коэффициент,
зависящий от величины перерегулирования
, определяемый по графику зависимости [1],
1.3.2. Через точку
проводится участок ЛАЧХ на средних частотах с наклоном –20дб/дек.
1.3.3. Определяются сопрягающие частоты
(1.28)
(1.29)
1.3.4. По частоте
графически находится величина амплитуды в децибелах на низких частотах
и через точку
проводится участок ЛАЧХ с наклоном -40 или –60 дб/дек. до ее пересечения на
сопрягающей частоте
с участком ЛАЧХ на низких частотах с наклоном
дб/дек.
1.3.5. По частоте
графически определяется величина амплитуды в децибелах
и через точку
проводится прямая
с наклоном –40 или –60 дб/дек, которая определяет характер желаемой ЛАЧХ в
области высоких частот.
По виду желаемой ЛАЧХ построена желаемая ФЧХ и определены запасы устойчивости
по амплитуде и по фазе.
Произведенные построения показывают, что запасы устойчивости удовлетворяют
заданным в техническом задании на проект.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
Учитывая то, что передаточная функция разомкнутой скорректированной системы
определяется выражением
или
где -
передаточная амплитудно-фазочастотная функция корректирующего звена, имеем
Логарифмируя, получим
(1.31)
Из выражения (1.31) следует, что ЛАЧХ корректирующего устройства
квазистационарной системы равна разности ЛАЧХ скорректированной и
нескорректированной ЛАЧХ соответственно.
Таким образом, вычитая ординаты ЛАЧХ нескорректированной системы из ординат
желаемой ЛАЧХ на частотах сопряжения, получим ординаты ЛАЧХ корректирующего
устройства, к-рая построена на той же схеме путем соединения частот
сопряжения прямымыи с наклонами, соответствующими разностям.
Согласно выполненных построений передаточная функция корректирующего
устройства :
(1.32)
(1.33)
Разомкнутая система управления квазистационарным объектом, состоящая из трех
звеньев, представлена на рис.2.
рис.2
2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО
ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Выбор метода синтеза системы.
При снятии наложенных ограничений квазистационарности параметры объекта
управления становятся функциями времени. Для выработки управляющих воздействий,
близких к оптимальным, необходима информация о параметрическом состоянии
объекта управления. Для этого необходимо решение задачи синтеза
информационно-параметрической системы идентификации, т.е. нахождение ее
структуры и алгоритма функционирования. Для решения поставленной задачи
выбирается метод подстраиваемой модели объекта управления с параллельным
включением. А в качестве процесса функционирования-итерационный процесс поиска
минимизируемого функционала качества
, т.е. отделение процесса определения величины и направления изменения параметра
от процесса перестройки параметра. Такой процесс позволяет производить оценку
параметра при нулевых начальных условиях на каждом итеративном шаге, что сводит
ошибку оценки параметра к
и независящей от переходных процессов системы, вызванных перестройкой параметров
модели.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
В качестве минимизированного функционала целесообразно выбрать интегральный
среднеквадратический критерий качества вида:
(2.1)
сводящий к
рассогласования
между выходными сигналами объекта и его модели к параметрам объекта управления.
где -изменение вектора параметров модели, равное
-реакция объекта управления на управляющее воздействие -реакция модели объекта управления на управляющее воздействие . Тогда
и функционал качества приобретает вид
(2.2)
Для нахождения структуры информационно-параметрической системы идентификации и
ее алгоритма функционирования необходимо осуществить минимизацию функционала
качества (2.2) по настраиваемым параметрам
модели объекта управления. Взяв частную производную от минимизируемого
функционала по настраиваемым параметрам на интервале времени
, получим
(2.3)
где
тогда
(2.4)
Полученная система интегро-дифференциальных уравнений (2.3,2.4) описывает
структуру контура самонастройки информационно-параметрической системы
идентификации по параметру
и его алгоритм функционирования. Поступая аналогично, найдем структуру и
алгоритм функционирования контура самонастройки информационно-параметрической
системы идентификации по параметрам
.
(2.5)
(2.6)
Здесь
-коэффициенты передачи контуров самонастройки по параметрам соответственно.
Полученная система интегродифференциальных уравнений (2.5-2.6) описывают
структуру контуров самонастройки информационно-параметрической системы по
параметру .
В целом система интегродифференциальных уравнений (2.3-2.6) описывает
структуру информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритм
функционирования.
Циклограмма работоспособности информационно-параметрической системы
идентификации, поясняющая принцип ее работы, приведена на рис.3
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ.
Полученная структура системы управления квазистационарным объектом (рис.2)
обеспечивает устойчивость и заданные показатели качества на интервале
квазистационарности
при условии постоянства параметров объекта управления на этом интервале времени.
При наличии изменений параметров объекта управления управляющее воздействие
, вырабатываемое регулятором (управляющим устройством) с жесткой отрицательной
обратной связью, не обеспечивает устойчивости и заданных показателей качества
квазистационарной системы. В работу вступает гибкая параметрическая обратная
связь, т. к. управляющему устройству в этом случае необходима информация о
параметрическом состоянии нестационарного объекта управления.
Выработанное управляющим устройством воздействие с учетом информации о
параметрическом состоянии нестационарного объекта управления будет сводить к
ошибку рассогласования регулируемого процесса
, где -изменение вектора параметров управляющего устройства.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с
элементами искусственного интеллекта.
Для оценки качества регулируемого процесса нестационарного объекта управления
выберем интегральный критерий минимума среднеквадратической ошибки
регулируемого процесса, зависящего от изменения параметров объекта управления
, изменения параметров управляющего устройства
, и задающего воздействия
.
(3.1.1)
где
(3.1.2)
(3.1.3)
здесь
Решив выражение (3.1.2) относительно с учетом (3.1.3), получим
(3.1.4)
где -вектор
настраиваемых параметров регулятора (управляющего устройства), обеспечивающий
качество регулируемого процесса.
Учитывая то, что на состояние нестационарного объекта управления в каждом
-том цикле может указать самонастраивающаяся модель объекта, положим в уравнении
(3.1.4)
(3.1.5)
Тогда выражение сигнала ошибки регулируемого процесса
для каждого -го
цикла будет иметь вид
(3.1.6)
Подставляя значение выражения (3.1.6) в (3.1.1) имеем:
(3.1.7)
Минимизируя функционал качества (3.1.7) по вектору настраиваемых параметров
регулятора на интервале
,получим
(3.1.8)
где
(3.1.9)
(3.1.10)
(3.1.11)
Полученные выражения (3.1.8-3.1.11) описывают структуру и алгоритм
функционирования системы анализа параметрического состояния нестационарного
объекта управления в векторно-матричной форме.
Подставляя значения в (3.1.7), получим
(3.1.12)
Взяв частные производные от минимизируемого функционала качества
по настраиваемым параметрам регулятора
, с учетом выражения (3.1.8) получим:
(3.1.13)
(3.1.14)
Тогда
(3.1.15)
Полученные выражения (3.1.13-3.1.15) описывают контур самонастройки системы
анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру
.
Поступая аналогично тому, как это было выполнено по параметру
, найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки анализа
параметрического состояния и принятия решений по параметрам
:
(3.1.16)
где
(3.1.17)
Тогда
(3.1.18)
Полученная система уравнений (3.1.16-3.1.18) описывает структуру и алгоритм
функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решения
по параметру .
Аналогично
(3.1.19)
(3.1.20)
где
(3.1.21)
Тогда
(3.1.22)
Полученная система интегродифференциальных уравнений (3.1.8-3.1.22) описывает
структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического
состояния и принятия решений по параметрам
.
Пользуясь полученным алгоритмом функционирования, строим адаптивную систему
оптимального управления нестационарным объектом управления с элементами
искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Построенная адаптивная система управления нестационарным объектом полностью
соответствует заданной математической модели и удовлетворяет условиям
технического задания.
Соответствующие структурные схемы информационно-параметрической системы
идентификации и адаптивной системы управления могут быть реализованы с
помощью современной элементной базы и использоваться в промышленности,
военно-промышленном комплексе и научных исследованиях.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1.Г.С.Володченко,А.И.Новгородцев. Методические указания к комплексной
курсовой работе.С.:СГУ,1996г.
2. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы.М.:Высш.шк.,1989-263 с.
3. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования.
3-е изд., испр. М.:Физматгиз, 1975.-768 с.
4. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / под
ред. В.А. Бесекерского. М.:Наука,1978-512 с.
5.Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.:
Машиностроение,1964.-703 с.
Главная
введем условие квазистационарности на интервале
(1.2)
(1.3)
Для решения задачи представим объект управления в пространстве состояний,
разрешив систему (1.1) относительно старшей производной:
(1.4)
Полученная система уравнений описывает структуру объекта управления в
пространстве состояний. Соответствующая структурная схема представлена на
рисунке 1.
Система (1.5)-математическая модель объекта управления в форме Коши.
Представим (1.5) в векторной форме:
(1.6)
где
вектор состояний (1.7)
производная вектора состояний (1.8)
динамическая матрица о/у (1.9)
матрица управления о/у (1.10)
вектор управляющих воздействий (1.11)
матрица измерений (1.12)
Определяем переходную матрицу состояний в виде:
Находим передаточные функции звеньев системы управления, для чего
представляем систему дифференциальных уравнений (1.1) в операторной форме:
(1.13)
(1.14)
Вынесем общий множитель за скобки
(1.15)
Передаточная функция первого звена
где
тогда
(1.16)
Подставляем численные значения (см.т/з):
Передаточная функция второго звена:
где
тогда
(1.17)
Подставляем численные значения:
Используя заданный коэффициент ошибки по скорости, находим требуемый
коэффициент усиления на низких частотах:
(1.18)
Для обеспечения требуемого коэффициента усиления вводим пропорциональное звено с
коэффициентом усиления 
, равным
Передаточная функция системы численно равна:
(1.19)
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ нескорректированной системы.
Заменив в выражении (1.19) 
, получим комплексную амплитудно-фазочастотную функцию разомкнутой системы:
(1.20)
Представим (1.20) в экспоненциальной форме:
(1.21)
Здесь
(1.22)
(1.23)
Логарифмируем выражение (1.22):
(1.24)
Слагаемые 
на частотах
равны нулю, а на частотах 
принимают значения 
.
Соответственно, тогда логарифмическая амплитудно-частотная характеристика
определяется выражением:
(1.25)
Определим частоты сопряжения:
(1.26)
Для построения логарифмических частотных характеристик выбираем следующие
масштабы:
-одна декада по оси абсцисс-10 см;
-10 дб по оси ординат-2 см;
-90° по оси ординат-4.5 см.
В этих масштабах откладываем:
-по оси частот-сопрягающие частоты;
-по оси ординат-значение 
Через точку 
проводим прямую с наклоном -40 дб/дек, до частоты сопряжения
на частоте 
сопрягается следующая прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению к предыдущей
прямой .Эта прямая проводится до частоты сопряжения
на частоте 
сопрягается третья прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению ко второй прямой.
Третья прямая проводится до частоты сопряжения
Полученная таким образом ломаная кривая представляет собой ЛАЧХ разомкнутой
нескорректированной квазистационарной системы, первая прямая проходит с
наклоном к оси частот-40 дб/дек;вторая-20 дб/дек;третья0 дб/дек;
четвертая-20 дб/дек.
Фазочастотная характеристика нескорректированной разомкнутой системы строится
в тех же координатах согласно выражения (1.24) , где
-первое слагаемое 
-это прямая, проходящая параллельно оси частот на расстоянии 
;
-второе-четвертое слагаемые-тангенсоиды с точками перегиба на частотах
сопряжения; в области высоких частот асимптотически приближаются к 
, а при
Алгебраическая сумма ординат всех четырех характеристик дает фазочастотную
характеристику нескорректированной разомкнутой системы..
Для определения запасов устойчивости не скорректированной системы по
амплитуде и по фазе необходимо:
-точку пересечения суммарной ФЧХ с линией 
спроектировать на ЛАЧХ, тогда расстояние проекции этой точки до оси частот будет
величиной запаса устойчивости по амплитуде в дб. Если же проекция этой точки
окажется выше оси частот, то запаса устойчивости по амплитуде нет.
-проекция частоты среза на суммарную ФЧХ относительно линии 
определяет величину запаса устойчивости по фазе в градусах, если проекция точки
находится выше линии 
.
Произведенные построения показывают, что рассматриваемая система неустойчива
как по амплитуде, так и по фазе. С целью достижения заданных показателей
качества строим корректирующее звено.
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы.
1.3.1. Определяется частота среза.
(1.27)
где 
-время
регулирования квазистационарной системы, т.е. один из заданных в условии
показателей качества;
-коэффициент,
зависящий от величины перерегулирования 
, определяемый по графику зависимости [1],
1.3.2. Через точку 
проводится участок ЛАЧХ на средних частотах с наклоном –20дб/дек.
1.3.3. Определяются сопрягающие частоты 
(1.28)
(1.29)
1.3.4. По частоте 
графически находится величина амплитуды в децибелах на низких частотах 
и через точку 
проводится участок ЛАЧХ с наклоном -40 или –60 дб/дек. до ее пересечения на
сопрягающей частоте 
с участком ЛАЧХ на низких частотах с наклоном 
дб/дек.
1.3.5. По частоте 
графически определяется величина амплитуды в децибелах 
и через точку
проводится прямая
с наклоном –40 или –60 дб/дек, которая определяет характер желаемой ЛАЧХ в
области высоких частот.
По виду желаемой ЛАЧХ построена желаемая ФЧХ и определены запасы устойчивости
по амплитуде и по фазе.
Произведенные построения показывают, что запасы устойчивости удовлетворяют
заданным в техническом задании на проект.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
Учитывая то, что передаточная функция разомкнутой скорректированной системы
определяется выражением
или
где 
-
передаточная амплитудно-фазочастотная функция корректирующего звена, имеем
Логарифмируя, получим
(1.31)
Из выражения (1.31) следует, что ЛАЧХ корректирующего устройства
квазистационарной системы равна разности ЛАЧХ скорректированной и
нескорректированной ЛАЧХ соответственно.
Таким образом, вычитая ординаты ЛАЧХ нескорректированной системы из ординат
желаемой ЛАЧХ на частотах сопряжения, получим ординаты ЛАЧХ корректирующего
устройства, к-рая построена на той же схеме путем соединения частот
сопряжения прямымыи с наклонами, соответствующими разностям.
Согласно выполненных построений передаточная функция корректирующего
устройства :
(1.32)
(1.33)
Разомкнутая система управления квазистационарным объектом, состоящая из трех
звеньев, представлена на рис.2.
, т.е. отделение процесса определения величины и направления изменения параметра
от процесса перестройки параметра. Такой процесс позволяет производить оценку
параметра при нулевых начальных условиях на каждом итеративном шаге, что сводит
ошибку оценки параметра к 
и независящей от переходных процессов системы, вызванных перестройкой параметров
модели.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
В качестве минимизированного функционала целесообразно выбрать интегральный
среднеквадратический критерий качества вида:
(2.1)
сводящий к 
рассогласования 
между выходными сигналами объекта и его модели к параметрам объекта управления.
где 
-изменение вектора параметров модели, равное
-реакция объекта управления на управляющее воздействие 
-реакция модели объекта управления на управляющее воздействие 
. Тогда
и функционал качества приобретает вид
(2.2)
Для нахождения структуры информационно-параметрической системы идентификации и
ее алгоритма функционирования необходимо осуществить минимизацию функционала
качества (2.2) по настраиваемым параметрам 
модели объекта управления. Взяв частную производную от минимизируемого
функционала по настраиваемым параметрам на интервале времени
, получим
(2.3)
где
тогда
(2.4)
Полученная система интегро-дифференциальных уравнений (2.3,2.4) описывает
структуру контура самонастройки информационно-параметрической системы
идентификации по параметру 
и его алгоритм функционирования. Поступая аналогично, найдем структуру и
алгоритм функционирования контура самонастройки информационно-параметрической
системы идентификации по параметрам 
.
(2.5)
(2.6)
Здесь
-коэффициенты передачи контуров самонастройки по параметрам 
соответственно.
Полученная система интегродифференциальных уравнений (2.5-2.6) описывают
структуру контуров самонастройки информационно-параметрической системы по
параметру 
.
В целом система интегродифференциальных уравнений (2.3-2.6) описывает
структуру информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритм
функционирования.
Циклограмма работоспособности информационно-параметрической системы
идентификации, поясняющая принцип ее работы, приведена на рис.3
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ.
Полученная структура системы управления квазистационарным объектом (рис.2)
обеспечивает устойчивость и заданные показатели качества на интервале
квазистационарности 
при условии постоянства параметров объекта управления на этом интервале времени.
При наличии изменений параметров объекта управления управляющее воздействие 
, вырабатываемое регулятором (управляющим устройством) с жесткой отрицательной
обратной связью, не обеспечивает устойчивости и заданных показателей качества
квазистационарной системы. В работу вступает гибкая параметрическая обратная
связь, т. к. управляющему устройству в этом случае необходима информация о
параметрическом состоянии нестационарного объекта управления.
Выработанное управляющим устройством воздействие с учетом информации о
параметрическом состоянии нестационарного объекта управления будет сводить к
ошибку рассогласования регулируемого процесса
, где 
-изменение вектора параметров управляющего устройства.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с
элементами искусственного интеллекта.
Для оценки качества регулируемого процесса нестационарного объекта управления
выберем интегральный критерий минимума среднеквадратической ошибки
регулируемого процесса, зависящего от изменения параметров объекта управления 
, изменения параметров управляющего устройства 
, и задающего воздействия
.
(3.1.1)
где
(3.1.2)
(3.1.3)
здесь
Решив выражение (3.1.2) относительно 
с учетом (3.1.3), получим
(3.1.4)
где 
-вектор
настраиваемых параметров регулятора (управляющего устройства), обеспечивающий
качество регулируемого процесса.
Учитывая то, что на состояние нестационарного объекта управления в каждом 
-том цикле может указать самонастраивающаяся модель объекта, положим в уравнении
(3.1.4)
(3.1.5)
Тогда выражение сигнала ошибки регулируемого процесса 
для каждого 
-го
цикла будет иметь вид
(3.1.6)
Подставляя значение 
выражения (3.1.6) в (3.1.1) имеем:
(3.1.7)
Минимизируя функционал качества (3.1.7) по вектору настраиваемых параметров
регулятора на интервале
,получим
(3.1.8)
где
(3.1.9)
(3.1.10)
(3.1.11)
Полученные выражения (3.1.8-3.1.11) описывают структуру и алгоритм
функционирования системы анализа параметрического состояния нестационарного
объекта управления в векторно-матричной форме.
Подставляя значения 
в (3.1.7), получим
(3.1.12)
Взяв частные производные от минимизируемого функционала качества 
по настраиваемым параметрам регулятора 
, с учетом выражения (3.1.8) получим:
(3.1.13)
(3.1.14)
Тогда
(3.1.15)
Полученные выражения (3.1.13-3.1.15) описывают контур самонастройки системы
анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру 
.
Поступая аналогично тому, как это было выполнено по параметру 
, найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки анализа
параметрического состояния и принятия решений по параметрам 
:
(3.1.16)
где
(3.1.17)
Тогда
(3.1.18)
Полученная система уравнений (3.1.16-3.1.18) описывает структуру и алгоритм
функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решения
по параметру 
.
Аналогично
(3.1.19)
(3.1.20)
где
(3.1.21)
Тогда
(3.1.22)
Полученная система интегродифференциальных уравнений (3.1.8-3.1.22) описывает
структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического
состояния и принятия решений по параметрам 
.
Пользуясь полученным алгоритмом функционирования, строим адаптивную систему
оптимального управления нестационарным объектом управления с элементами
искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Построенная адаптивная система управления нестационарным объектом полностью
соответствует заданной математической модели и удовлетворяет условиям
технического задания.
Соответствующие структурные схемы информационно-параметрической системы
идентификации и адаптивной системы управления могут быть реализованы с
помощью современной элементной базы и использоваться в промышленности,
военно-промышленном комплексе и научных исследованиях.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1.Г.С.Володченко,А.И.Новгородцев. Методические указания к комплексной
курсовой работе.С.:СГУ,1996г.
2. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы.М.:Высш.шк.,1989-263 с.
3. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования.
3-е изд., испр. М.:Физматгиз, 1975.-768 с.
4. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / под
ред. В.А. Бесекерского. М.:Наука,1978-512 с.
5.Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.:
Машиностроение,1964.-703 с.
