Глава 12. Проектирование схем регулирования с прямой и обратной связями

Общая задача регулирования заключается в поддержании некоторой выходной переменной в системе, подверженной возмущениям, максимально близко к номиналу. Рассмотрим теперь эту задачу) используя ранее рассмотренные стохастические модели и модели передаточных функций для описания возмущений и динамических систем.

Будем, как и ранее, предполагать, что получение данных и корректирование осуществляются дискретно, через равные интервалы времени. Предположим также, что корректирование не связано с существенными затратами, что типично для многих индустриальных процессов, протекающих при ручном или автоматическом контроле. Тогда целесообразно искать схемы регулирования, минимизирующие некоторый общий параметр, характеризующий ошибки на выходе. В качестве такого параметра мы будем пользоваться среднеквадратичной ошибкой.

В некоторых примерах можно измерять один или несколько источников возмущений и использовать эти измерения для компенсации возможных отклонений выхода. Такое действие мы назовем регулированием с прямой связью. В других ситуациях единственным свидетельством существования возмущений является вызываемое ими отклонение выходных значений от номинала. Когда это отклонение используется как основа для регулирования, такое действие называется регулированием с обратной связью. В некоторых случаях желательно комбинировать оба способа контроля, и такую схему регулирования мы будем называть регулированием с прямой и обратной связями.

В этой главе мы покажем вначале, как можно проектировать схемы регулирования каждого из указанных типов для получения минимальной среднеквадратичной ошибки выхода. В заключение мы покажем, как данные о процессе, и в частности, данные, собранные при работе пробной схемы регулирования, можно использовать для улучшения оценок модели и ее параметров. Это позволит нам применить итеративный подход при поиске оптимальной схемы регулирования.