Ավտոմատ կառավարում

Ավտոմատ կառավարում տեխնիկայում, գործողությունների ամբողջություն, որ պահպանում կամ բարելավում է կառավարվող օբյեկտի աշխատանքը՝ առանց մարդու անմիջական մասնակցության։ Ավտոմատ կառավարումը լայնորեն կիրառվում է տեխնիկական ու բիոտեխնիկական շատ համակարգերում՝ աշխատանքի արտադրողականությունը, կարգավորման որակն ու ճշգրտությունը բարձրացնելու, ինչպես նաև մարդուն այնպիսի աշխատանքներից ազատելու համար, որոնք դժվարամատչելի են ու վնասում են առողջությանը։ Կառավարվող օբյեկտի ելքային մեծությունը ժամանակի ընթացքում ենթարկվում է փոփոխությունների։

Նպատակ

Կառավարման նպատակն իրականացնելու համար կազմակերպվում է կառավարող ներգործություն կառավարվող օբյեկտի կառավարող օբյեկտների վրա, որը նաև չեզոքացնում է արտաքին գրգռող ներգործությունների ազդեցությունը։ Կառավարող ներգործությունը մշակում է կառավարող սարքը։ Փոխներգործության մեջ մտնող կառավարող սարքի ե կառավարվող օբյեկտի ամբողջությունը կազմում է ավտոմատ կառավարման համակարգը։

Ավտոմատ կառավարման տեսությունը

(ԱԿՏ) ուսումնասիրում է ավտոմատ կառավարման համակարգերի կառուցման սկզբունքները և նրանցում ընթացող պրոցեսների օրինաչափությունները։

Հետազոտություններ

Հետազոտությունները կատարվում են իրական համակարգերի դինամիկ մոդելների միջոցով՝ հաշվի առնելով կառավարվող օբյեկտի և ավտոմատ սարքերի աշխատանքի պայմանները, նշանակությունն ու կառուցվածքային առանձնահատկությունները։

Խնդիրներ

ԱԿՏ-ի հիմնական պրոբլեմն ավտոմատ կառավարման համակարգերի սինթեզն ու վերլուծությունն է։ Այս պրոբլեմի լուծումը պահանջում է ուսումնասիրել ԱԿՀ-ի դինամիկ հատկությունները, որի համար անհրաժեշտ է մաթեմատիկորեն նկարագրել համակարգի բոլոր տարրերի վարքն անցումային պրոցեսներում։ Ընդհանուր դեպքում կառավարվող օբյեկտներում և ավտոմատ սարքերում ընթացող պրոցեսները նկարագրվում են սովորական դիֆերենցիալ կամ մասնակի ածանցյալներով հավասարումների համակարգերով։ ԱԿՀ-երի դինամիկ վերլուծությունը բացահայտում է դրանց աշխատունակությունն ու ճշգրտությունը։ Աշխատունակության անհրաժեշտ պայմանը ԱԿՀ-ի կայունությունն է, որը ձեռք է բերվում համակարգի պարամետրերի և նրա կառուցվածքի փոփոխմամբ։ Ոչ գծային ԱԿՀ-երում հետազոտվում է այդ համակարգերի համար հնարավոր ինքնատատանումների ռեժիմը։ Իսկ եթե ԱԿՀ-ի (օրինակ ռելեային) համար այդ տատանումներն անխուսափելի են, ապա սահմանվում են թույլատրելի պարամետրեր՝ ինքնատատանումների ամպլիտուդան ու հաճախականությունը։ ԱԿՀ-ի ճշգրտությունը գնահատվում է այնպիսի ցուցանիշներով, որոնք միասին վերցրած կոչվում են կառավարման որակ։ ԱԿՀ-ի որակի կարևոր ցուցանիշներ են ստատիկ և դինամիկ սխալանքները և կարգավորման ժամանակը։ Կառավարման համակարգի վերլուծությունը որոշում է արդեն տրված կառուցվածք ունեցող համակարգի հատկությունները։

Կառավարման ալգորիթմի, ինչպես նաև համակարգի՝ վերջինին համապատասխանող կառուցվածքի մշակումը, այդ համակարգի պարամետրերի արժեքների որոշումը կազմում են սինթեզի պրոբլեմի բովանդակությունը։ Կառավարման համակարգի մշակումն սկսելուց առաջ հաղորդվում են դրա համար անհրաժեշտ սկզբնական տվյալները՝ կառավարվող օբյեկտի հատկությունները, նրա վրա ազդող գրգիռների բնույթը, կառավարման նպատակը պահանջվող ճշգրտությունը։

Սինթեզի պրոբլեմ

Սինթեզի պրոբլեմը վճռելու նպատակով, հիմնականում, օգտագործում են երկու մեթոդ՝

Վերլուծական մոտարկում
Հաջորդական մոտարկում

Վերլուծական մոտարկում

Վերլուծականի դեպքում կամ գտնում են ավտոմատ սարքի փոխանցման ֆունկցիայի տեսակը կամ կառավարման ալգորիթմը, կամ էլ սարքի ընտրված կառուցվածքին համապատասխան որոշում նրա պարամետրերի այն արժեքները, որոնց դեպքում ստացվում են որոշակի չափանիշի սահմանային արժեքները։

Հաջորդական մոտարկում

Հաջորդական մեթոդի դեպքում որոշում են ավտոմատ սարքի փոխանցման ֆունկցիան՝ ըստ որակի տրված ցուցանիշի և ապա ստացված համակարգի համար համեմատում որակի ցուցանիշի տրված ու իրական արժեքները։

Թույլատրելի մոտարկման դեպքում հաշվարկն ավարտում են և անցնում սարքի նախագծմանը։ Կառավարման բարդ համակարգեր կառուցում են նաև մոդելավորման միջոցով՝ կիրառելով անալոգային ու թվային հաշվողական մեքենաներ, որոնցով վերարտադրվում են ողջ համակարգը նկարագրող հավասարումները և որակի անհրաժեշտ ցուցանիշը ձեռք բերելուց հետո որոշվում է կառավարման համակարգի կառուցվածքը։ Հաշվողական մեքենաների կիրառությունը հնարավորություն է տալիս ազատվելու հաշվարկման դժվարություններից։ Դրանք միաժամանակ օգտագործվում են ԱԿՀ-ի կազմում՝ կառավարման բարդ ալգորիթմների կատարման համար։

ԱԿՀ-ի սինթեզի լուծումը նպաստեց կառավարման նոր, արդյունավետ սկզբունքների բացահայտմանը և ԱԿՏ-ի այնպիսի կարևոր իևքնուրույն ուղղությունների զարգացմանը, ինչպիսիք են օպտիմալ կառավարումը, վիճակագրական դինամիկան, որն առավելապես կիրառվում է հարմարվող համակարգերը հետազոտելիս, և կառավարման համակարգի զգայունությունը։

Ադապտացիայի ընդհանուր տեսություն

ԱԿՏ-ի ուղղություններից է նաև ադապտացիայի ընդհանուր տեսությունը, որն ինտենսիվ զարգացում է ստացել վերջին տարիներին՝ հիմնվելով վիճակագրական մեթոդի և մաթեմատիկայում գծայիև ծրագրավորման մեթոդի կիրառության վրա։ Ընդհանրապես ԱԿՏ-ի համար բնորոշ է սերտ, անընդհատ ուժեղացող և փոխադարձաբար ներգործող կապը ոչ միայն մաթեմատիկայի, այլև ֆիզիկայի և տեխնիկական գիտությունների հետ, որի շնորհիվ հնարավոր է դառնում ստեղծել ավտոմատ կառավարման օրեցօր բարդացող խնդիրների լուծման համար անհրաժեշտ դինամիկ մոդելներ։

Գրականություն

Փельдбаум А. А. Бутковский А. Г. Методы теории автоматического управления, М., 1971 год.

Տես նաև

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 1, էջ 642)։