7.1.    Формулировка задачи оптимального управления

Задача синтеза многомерного регулятора в пространстве состояния формализуется обычно в виде задачи о максимальной точности с интегральным квадратичным функционалом I :

При использовании детерминированных методов расчета АСР в качестве входного воздействия мы использовали ступенчатое возмущение, а настройки регулятора выбирались так, чтобы обеспечить заданный запас устойчивости (степень демфирования) системы, который можно оценить по форме кривой переходного процесса в замкнутой АСР с помощью показателей качества регулирования, например, степени затухания Т (31), характеризующей колебательность переходного процесса.

Системы с цифровым вычислительным устройством в контуре называют системами непосредственного или прямого цифрового управления (НЦУ).

Достоинства систем НЦУ по сравнению с аналоговыми системами:

1. Гибкость - простота перенастройки изменением программного обеспечения,

1. Возможность реализации практически любой структуры АСР и самых различных законов регулирования,
2. Возможность построения многоканальных систем (систем обегающего типа) - один регулятор поочередно подключается к нескольким каналам регулирования,
3. Возможность реализации помимо функции регулирования других функций информационной подсистемы АСУТП (первичная обработка сигналов, косвенная оценка неизмеряемых параметров и т.п.),
4. Возможность управления чрезвычайно инерционными объектами.

При автоматизации сложных объектов, характеризующихся большой инерционностью и значительными возмущениями, одноконтурные АСР с типовыми законами регулирования не всегда в состоянии обеспечить требуемое качество регулирования. Одним из способов повышения качества регулирования является усложнение структуры АСР, что позволяет при автоматизации сложных объектов регулирования обойтись стандартным ассортиментом средств автоматизации.

Рассмотрим наиболее применяемые схемы АСР с усложнённой структурой, позволяющие повысить качество регулирования по сравнению с одноконтурными.

Системы с релейными регуляторами относятся к классу нелинейных АСР. Их точный расчет возможен лишь в простейших случаях. В общем случае расчет нелинейных АСР производится приближенно в два этапа: линеаризация статической характеристики нелинейного элемента и расчет линеаризованной АСР.

Установившимся режимом работы АСР с релейными регуляторами (релейных АСР) чаще всего является режим автоколебаний