Conducerea adaptivă a sistemelor

În conceptia actuala a teoriei sistemelor, rezolvarea problemelor de

conducere a proceselor tehnologice presupune parcurgerea câtorva etape

cum ar fi:

- prima etapa consta în construirea modelului matematic al obiectului

condus, deci a unui sistem dinamic capabil sa descrie satisfacator

comportarea procesului dat;

- în ultima etapa are loc materializarea conducerii prin implementarea

sistememului de conducere pe un suport material oarecare (regulatoar,

calculator de proces) si conectarea acestuia cu procesul tehnologic real.

Se vede ca a doua etapa, care constituie, în fond, esenta teoriei

sistemelor opereaza cu obiecte abstracte, modele posibile ale obiectelor

lumii reale, si ofera ca solutii, de asemenea, modele matematice. În acest

sens, prima si ultima etapa pot fi privite ca interfata a conexiunii dintre

teorie si practica.

Punctul de vedere asupra notiunii de sistem adaptiv, porneste de la

faptul ca pentru realizarea sistemului de conducere sunt necesare doua tipuri

de informatii: pe de o parte informatia privitoare la structura si parametrii

modelului matematic al procesului, numita si informatie de constructie (care

face obiectul primei etape de mai sus), iar pe de alta parte, informatia de

functionare furnizata de iesirile procesului condus, obtinuta prin masuratori

în timp real.

Vom considera ca unui sistem de conducere i se poate atasa atributul

de adaptiv daca acesta este capabil sa atinga obiectivele conducerii în

sistemele în care informatia de constructie, disponibila initial, nu este

completa. Tinând seama de faptul ca datele constructive sunt de o

importanta esentiala în elaborarea unui sistem de conducere, acesta implica,

în mod automat, ideea ca un sistem adaptiv trebuie sa-si completeze

informatia de constructie despre proces în timp real, pe baza informatiei de

functionare, respectiv sa aiba loc, explicit sau nu, o operatie de identificare

on-line a procesului. Deci, un sistem de conducere adaptiv nu mai este

destinat unui anumit proces, ci unei clase de procese, sistemul trebuind sa se

adapteze – pe baza informatiei de functionare în timp real – la obiectul cu

care este efectiv cuplat. Un astfel de punct de vedere include, în mod

natural, situatiile în care parametrii si/sau structura unui obiect dat au

variatii ce nu pot fi prevazute, dar care pastreaza obiectul în clasa precizata.

2

1.2. Scheme de conducere adaptiva

În acest paragraf se prezinta patru scheme de conducere adaptiva: scheme cu

amplificare planificata (variabila), scheme de conducere adaptiva cu model de

referinta, regulatoare cu autoacordare si scheme de conducere duale.

Scheme cu amplificare planificata (variabila)

Una dintre primele abordari în conducerea adaptiva a fost metoda

amplificarii planificate (variabile). Aceasta metoda a fost introdusa în anii 1950-

1960 în sistemele de control al zborului. Ideea metodei consta în gasirea unor

variabile auxiliare masurabile (altele decât iesirile utilizate ca marimi de reactie)

ale procesului, variabile ce pot determina schimbari în dinamica procesului.

Schema bloc a unui sistem cu amplificare planificata este prezenata în Fig. 1.1.

Fig. 1.1. Schema bloc a unui sistem cu amplificare planificata

Sistemul poate fi cosiderat ca având doua bucle: o bucla interioara, clasica,

alcatuita din procesul condus si regulator si o bucla exterioara care ajusteza

parametrii regulatorului utilizând masuratorile variabilelor auxiliare ale procesului.

Amplificarea planificata poate fi privita ca o relatie ce se stabileste între parametrii

procesului si parametrii regulatorului si poate fi implementata ca o functie sau un

tabel. Desi aceasta schema este foarte utilizata în pracica, are dezavantajul ca ea

este o schema de adaptare în circuit deschis.

Sisteme adaptive cu model referinta (etalon)

Sistemele adaptive cu model referinta (etalon) au fost propuse pentru a

rezolva problema în care performantele sistemului sunt formulate în functie de

parametrii unui model de referinta. Modelul precizeaza comportamentul ideal al

procesului. Sistemul adaptiv trebuie sa urmareasca asimptotic iesirea yM a

modelului referinta. Schema bloc a unui astfel de sistem este prezentata în Fig. 1.2.

Regulatorul poate fi gândit ca având doua bucle: o bucla interna este o bucla cu

reactie dupa iesire ce contine procesul si regulatorul si o bucla externa care

ajusteaza parametrii regulatorului astfel încât eroarea e = y  yM , adica diferenta

dintre iesirea y a procesului si iesirea modelului sa tinda la zero. Problema

Regulator Proces

Amplificare

planificata

Referinta

Parametrii

regulatorului

Comanda Iesire

Variabile

auxiliare

3

esentiala în acest sistem consta în proiectarea unui mecanism de ajustare care sa fie

stabil si sa determine eroarea e sa tinda la zero.