Уровень САР
На этом уровне обеспечивается решение задач локального автоматического регулирования, то есть стабилизации или программного изменения параметров объектов в соответствии с установками, задаваемыми на вышерасположенном уровне САУ. В качестве технических средств на уровне САР цифровые могут быть использованы как регуляторы (в том числе и микропроцессорные), так и традиционные регуляторы непрерывного действия.
Уровень САУ
Предназначен для оптимизации при управлении ограниченным комплексом подобъектов, подчиненных соответствующим оптимизаторам. Критерии цели управления, рассматриваемые на этом уровне, могут отличаться от общего критерия функционирования всей системы. Во всяком случае в них необходимо учитывать «собственные интересы» подчиненных оптимизатору подсистем. Технические средства уровня САУ, а также средства более высоких уровней иерархии должны содержать ЭВМ, так как без них немыслима оптимизация.
Уровень координации
На этом уровне осуществляется координирование, то есть согласованное управление работой локальных оптимизаторов с целью достижения общей задачи функционирования всей системы в целом. При это для оптимизации используется один или несколько критериев, отражающих «интересы» всей иерархической системы.
Уровень оперативного управления и принятия решений
Как правило уровень содержит руководящий орган (коллектив или лицо, принимающие решения ЛПР), обеспеченный ЭВМ для проведения расчетов возможных вариантов решений. На этом уровне общие цели и задачи, стоящие перед системой, преобразуются в конкретные установки для нижних уровней управления. Кроме того проходит распределение ресурсов управления между отдельными подсистемами и принятие решений в разных нештатных ситуациях.
Установив основные задачи, решаемые на каждом уровне иерархии, перейдем от исходной структурной схемы к эквивалентной схеме ромбовидной формы Будем называть такие структуры «даймонд-структурами».
Приняты обозначения:
0.1 -0.m0 - объекты управления
- датчики информации для локальных регуляторов и наблюдающие устройства.
- собственно локальные регуляторы (без датчиков), реализующие выбранные законы.
- - локальные оптимизаторы
- - информационные подсистемы для локальных оптимизаторов, воспринимающие информацию от датчиков и перерабатывающие ее в необходимую форму.
- - координирующие оптимизаторы.
- - информационные подсистемы для координаторов.
- орган оперативного управления и принятия решения.
- информационная подсистема для оперативного управления и принятия решений, в том числе информационный зал с системами отображения информации и ЭВМ.
Введение «даймонд - структур» позволяет более четко выделить и связать воедино задачи двух типов, которые необходимо решать в процессе проектирования систем управления .
К первому типу относятся задачи анализа и синтеза динамических контуров ?управления?, структурируемые при проведении ?«разрезов»? «даймонд - структуры» по вертикали.
Второй тип составляют задачи статического расчета, структурируемые при выполнении «разрезов» «даймонд-структур» по горизонтали. На любом из уровней иерархической информационной или управляющей части системы.
Рис. 20 Diamond - структура
Кроме того, необходимость перехода к «даймонд - структурам» вызвана тем, что требуется:
разделить управляющие и информационные звенья системы на всех уровнях иерархии, так как их функции являются настолько сложными, что также необходимо рассматривать в виде совокупность звеньев; ?более? того, в некоторых современных многообъектных системах управляющие и информационные звенья разделены территориально;
выделить из системы локальные динамические контуры управления для проведения динамического расчета;
рассмотреть типовые задачи статистического расчета, решаемые на любом уровне в управляющей и информационной подсистемах;
создать за счет разделения функций «удобное» математическое описание отдельных звеньев и системы в целом, а также упростить структурные преобразования в процессе проектирования системы
Для формализации функционирования задач каждого звена рассмотрим систему с «треугольной» структурой.
Любое звено в структурах такого типа с номером ; находящееся на j-м иерархическом уровне (), можно представить в виде отображения , ,
где - множество управляющих (координирующих) сигналов звена вышестоящего уровня;
- множество сигналов обратной связи, поступающих от подчиненных звеньев;
- множество возмущенных воздействий данного звена.
- множество выходных сигналов звена i воспринимаемых подчиненными звеньями j-ого уровня.
На рис.3. представлены сигналы звена j,i: Звено А типа:
141
Рис. 21
Сигналы обратной связи, поступающие от данного звена к звену более высокого уровня иерархии с индексом обозначены . Эти сигналы не включены в ? так как они являются продуктом другой функциональной задачи, того же звена j,I - задачи информационной обработки сигналов.
В простейшем случае может оказаться, что , то есть звено выполняет функции ретрансляции сигналов. Однако в большинстве случаев, информация, получаемая из сигналов , должна преобразовываться специальным образом в ту форму, которая обеспечивает функционирование звена . Этот недостаток устранен в «даймонд-структуре».
Для звена самого верхнего иерархического уровня отображается , а для управляемого объекта
Рассмотрим пару звеньев для системы с «даймонд-структурой» соответствующих звеньев j,i в системе с структурой.
Управляющее звено , информационное - j,i
Получим два отражения:
a)
б)
a) - влияет на выработку управляющих сигналов
б) - влияет на оценку достигнутых состояний или результатов
Такое разделение не только удобно методически, но и соответствует физическому смыслу процессов управления системой:
заменим Sn,1 для верхнего уравнения двумя отображениями:
a)
б)
141
Рис. 22 Звено в даймонд-структуре
a) определяем принятия решений по информации о достигнутых результатах , наличных ресурсах - и
б) характеризуем систему подготовки и представления информации для принятия решений на верхнем уровне.
При решении экстрем. задач методами классического анализа используется тот факт, что т. X* доставляется экстрем. зн. f(x) заданной на [a,b] есть либо T, либо T, где произв. не определённое, либо одна из 2-х крайних точек области определения [a,b]. Другими словами т. X* принадлежит множеству
141
Рис. 23
