2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Системы управления с обратной связью
Сообщение16.04.2013, 13:33 


21/07/11
105
Какой алгоритм управления системы с обратной связью Вы считаете наилучшим? Почему?

В частности интересует вопрос - какие есть алгоритмы, которые могут сравниться, например, с PID-контроллером?

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение16.04.2013, 16:43 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10984
Возникают встречные вопросы:
1) Бывают ли системы управления без обратной связи? Есть ли примеры таковых?
2) Что значит "наилучший"? Есть ли какие-то критерии качества?

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение16.04.2013, 17:05 


21/07/11
105
epros в сообщении #711106 писал(а):
Возникают встречные вопросы:
1) Бывают ли системы управления без обратной связи? Есть ли примеры таковых?
2) Что значит "наилучший"? Есть ли какие-то критерии качества?



(1) epros, ну, вообще-то, да.
Пример, скажем, такой - светофор. Движение регулируется по заранее заданной программе переключения цветов светофора независимо от фактического потока автомобилей, т.е. состояния системы на выходе.

(2) Что касается качества, то я бы привел такие:
Вот, скажем, алгоритму поступило отклонение от заданной величины. Дальше алгоритм не просто изменяет управляющее воздействие пропорционально ошибке, но как-то корректирует его, чтобы система вышла на заданное значение через несколько тактов.

P.S. кстати, какие таки алгоритмы Вы знаете? Приведите примеры, обсудим.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение16.04.2013, 17:13 


01/05/11
79
Вопрос некорректный. Не задан класс систем, цель управления, критерий качества, ограничения и т.д. Если бы ответ на ваш вопрос существовал, то не было бы соответствующих математических и инженерных специальностей в вузах и целых институтов, занимающихся управлением.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение16.04.2013, 17:26 


21/07/11
105
Виноват, не описал в топике.
Есть некоторые процесс с некоторым входным параметром (U), значение которого (Y) можно измерить. Есть некоторое заданное значение этого процесса (Y0). Суть таких алгоритмов - поддерживать заданное значение путем формирования поправки ко входному сигналу (U + dU)

Отсюда и цель - подержание определенного значения процесса.
Пока рассматривал только ПИД-контроллер.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение16.04.2013, 21:23 


21/03/06
1545
Москва
Ну во-первых, ПИД с интегральными и дифференциальными частями порядка больше, чем 1.

Во-вторых, нейросети, которые вроде бы сводятся к полиному с изменяющимися коэффициентами.

В-третьих, непосредственно математическая модель, которая "крутится" в контроллере и адекватно соответствует реальной системе.

В-четвертых, вообще любая функция, хоть табличная. Ну можно ее коэффициенты (и даже вид) корректировать в реальном времени.

В-пятых, генератор случайных чисел :).

Ну еще что-нибудь придумать наверняка можно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение16.04.2013, 23:05 


21/07/11
105
А можно по-подробнее про алгоритмы - просто на словах мало что понятно... Ну, т.е. нейронные сети - помимо вашего алгоритма существует еще и алгоритм классификации с таким же названием. Не могли бы ВЫ подробнее про него рассказать или кинуть линк на инфу?

Генератор случайных чисел? Это типа рандомно выбирать поправку к входному сигналу?)

Что касается условий, то нужно, чтобы зависимость входного от времени была как можно более плавная.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение17.04.2013, 12:45 


23/12/07
1763
hello19, помимо Feedback control есть еще важный класс Feed-forward control.

ИМХО, первый хорош тем, что "работает по факту", но зато у него осцилляции могут быть большие, и датчиков требует много, второй - тем, что позволяет гарантированно не допустить выхода контролируемого процесса за границы, нуждается в меньшем числе датчиков, но для этого требует адекватной модели процесса. Потому, зачастую их комбинируют вместе.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение18.04.2013, 00:04 


21/07/11
105
А можно описание хоть какого примера Feedback control?

Что касается осциляций вокруг заданного значения - это нормально. Хотя, конечно, лучше, чтобы они были как можно меньше. Примерно для этого и придумали, скажем ПИД-контроллер.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение18.04.2013, 00:39 


23/12/07
1763
hello19 в сообщении #711895 писал(а):
А можно описание хоть какого примера Feedback control?

Может, вы имели в виду feed-forward control? То, например, человеческая моторика основана на этом типе контроля. И вообще, те системы управления, для которых критичны даже временные выходы процесса за граничные значения (человеческое сердце, управление химическим реактором и т.п.)

Вот здесь в виде ликбеза: Feedback vs. Feedforward


И вот еще ссылка для общего ориентирования в этой области: wiki/Control_theory

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение18.04.2013, 09:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10984
hello19 в сообщении #711126 писал(а):
epros в сообщении #711106 писал(а):
Возникают встречные вопросы:
1) Бывают ли системы управления без обратной связи? Есть ли примеры таковых?
2) Что значит "наилучший"? Есть ли какие-то критерии качества?


(1) epros, ну, вообще-то, да.
Пример, скажем, такой - светофор. Движение регулируется по заранее заданной программе переключения цветов светофора независимо от фактического потока автомобилей, т.е. состояния системы на выходе.
Честно говоря, я не привык рассматривать такие вещи как предмет теории управления. Хотя, конечно, формально это можно назвать "системой управления".

hello19 в сообщении #711126 писал(а):
(2) Что касается качества, то я бы привел такие:
Вот, скажем, алгоритму поступило отклонение от заданной величины. Дальше алгоритм не просто изменяет управляющее воздействие пропорционально ошибке, но как-то корректирует его, чтобы система вышла на заданное значение через несколько тактов.
Это всё? Выйти на заданное значение через несколько тактов - это единственное требование? И кто сказал, что управляющее воздействие должно быть пропорционально ошибке?

hello19 в сообщении #711126 писал(а):
P.S. кстати, какие таки алгоритмы Вы знаете? Приведите примеры, обсудим.
Вот Вам такой пример. Есть ракета ПВО. Её радар отслеживает направление на цель. Двигатель работает постоянно на максимальной тяге, т.е. ракета быстро достигает и далее постоянно поддерживает максимально возможную для неё скорость. Задача системы управления: Правильно определять направление полёта ракеты, чтобы поразить цель за возможно короткое время. Цель может маневрировать, но её максимальная скорость заведомо меньше скорости ракеты.

Одно из возможных решений такое:
1) Измерить угол между направлением скорости ракеты и направлением на цель.
2) Продифференцировать по времени.
3) Если сигнал (2) положительный, то повернуть рули в сторону приближения к направлению на цель.
4) Если сигнал (2) отрицательный, то повернуть рули в сторону удаления от направления на цель.
5) Если сигнал (2) нулевой (в пределах погрешности), то держать рули прямо.

Это - алгоритм "упреждающего" перехвата. Где здесь непосредственная подача сигнала ошибки на вход? По-моему, всё отнюдь не так просто. Теперь вопрос качества: Если цель не маневрирует, т.е. летит прямолинейно и равномерно, то перехват происходит в максимально короткое время. А с точки зрения того, что мы не знаем, как цель будет маневрировать (т.е. она может как угодно менять ускорение в пределах разумного, но не может мгновенно изменить скорость) данный алгоритм всё ещё выглядит наилучшим.

 Профиль  
                  
 
 Re: Системы управления с обратной связью
Сообщение18.04.2013, 10:22 


01/05/11
79
Топикстартеру: а вы книги по соответствующей теме читать не пробовали? В линейной теории управления ещё достаточно нерешённых задач, однако её можно считать практически законченной теорией, по крайней мере для классических инженерных задач. Так что ничего нового вы здесь не придумаете, тем более специалистом вы не являетесь.
Вот более-менее полное изложение основ в одном месте, но это скорее справочник, а не учебник.
http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=CEADF0060CC06351325E490C050625BC
А вот краткое описание некоторых относительно современных математических методов, причём по каждой из глав есть специализированные толстые книги.
http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=4273A6B0A7A25D814266AA14A98DBA14
Когда осилите хотя бы первый том, можно будет обсудить ваш вопрос.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 12 ] 

Модераторы: Karan, Toucan, PAV, maxal, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group