Самонастраивающаяся система объектов управления

 

пщ 5!60!8

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьсаз Советсних чоииалистичесних

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.02.74 (21) 1993860/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опусликовано 30.05.76. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 25.06.76 (51) М. Кл о 6 05В 13/02

;"осударствеииый комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретен iH

О. И. Авен, Ю. И. Гаруль <;: H. В. Гритпко (71) Заявитель

Орде. *a Ленина институт проблем управления (54) САМОНАСТРА14ВЛИЩАЯСЯ СИСТЕМА

ОБЪЕКТОВ УНРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области оптимального управления производственными процессамии.

Известны самонастраивающиеся системы объектов управления, содержащие объекты управления-производители и потребители, информационные входы которых через соответствующие датчики входной информации подключены к информационным входам самонастраивающейся системы, а информационныс выходы соединены с входами соответствующих датчиков выходной информации, управляющие входы объектов управления через оптимизаторы подключены к выходам соответствующих блоков вычисления локального дохода, информационные входы которых подключены к выходам датчиков входной и выходной информации одноименного объекта управления, и цсновый вход подключен к соответствующему ценовому входу самонастраивающейся системы, и по кислу разноименных информационных выходов объектов управления-производителей блоки рассогласования, первые группы информационных входов которых подключены к выходам одноименных датчиков выход..ой информации объектов управления-производителей, а выходы соединены с входами одноименных блоков ценообразования, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков самонастройки, входы которых соединены с одноименными ценовыми входами соответствующих блоков вычисления локального дохода. Выходы датчиков выходной информации объектов управленилпотребителей связаны с соответствующими информационными выходамп самонастраивающейсяся системы.

Однако такие системы не обсспе гнвают упреждения изменяющихся характеристик объектов и цен на входе и выходе на несколько будущих моментов времени, а следовательно, имеют значительные отклонения от оптимального режима работы.

15 В предложенной самонастраивающейся системе объектов управления значительно повышена точность управления.

Самонастраивающаяся система объектов управления отличается от известных тем, что она содержит по числу разноименных информационных выходов объектов управления-производителей интеграторы, включенные между выходамп соответствующих блоков ценообразования и входами одноименных блоков само25 настройки. Вторые группы информационных входов блоков рассогласования подключены к одноименным информационным входам объектов управления-потребителей, а информационные входы объектов управления-производите30 лей соединены с соответствующими информационными выходами самонастраивающейся системы.

На чертеже показана блок-схема самонастраивающейся системы объектов управления.

Самонастраивающаяся система объектов управления содержит датчики 1>, — 1. ., -. входной информации, датчики 2, — 2 .;.,в выходной информации, блоки 3 — 3„+, вычисления локального дохода, оптимизаторы 4>—

4„—, „îáúåêòû 5> — 5;m óïðàBëåíèÿ, содержащие объекты управления производителей 5 — — 5,„ и объекты управления потребителей

5 + — 5m+, интеграторы 6 — б „блоки 7 — 7 самонастройки коэффициентов усиления с узлами 7, — 7, самонастройки, блоки 8 — 8>, ценообразования, блоки 9 — 9 рассогласования.

Самонастраивающаяся система объектов управления работает следующим образом.

Датчики входной и выходной информации измеряют величины входных и выходных потоков и эта информация подается в соответствующий блок вычисления локального дохода, куда поступает также информация и о ценах на соответствующие потоки. Блок вычисления локального дохода вырабатывает сигнал «Доход», который поступает в соответствующий оптимизатор 4 — 4ni-m Оптимизатор находит и отслеживает оптимальное значение регулирующего сигнала на соответствующий объект управления в зависимости от цен на входной и выходной потоки, С выхода оптимизатора сигнал подается в качестве управления на соответствующий объект управления и определяет величины входного и выходного потоков, т. е. каждый автоматический оптимизатор 10 технологического режима на основе ожидаемого изменения характеристик (прогнозов) своего объекта управления производит оптимизацию входов и выходов.

В блоке 9 рассогласования вычисляется разница между оптимальными сигналами, поступающими из объектов управления производителей 5i — 5„и объектов управления потребителей 5+ — 5 ;,. В общем случае получается переменное будущее производство и потребление в соответствующем блоке рассогласования. Полученный сигнал «Разбаланс» поступает в соответствующий блок ценообразования и на вход соответствующего интегратора, на выходе которого получается цена на поток для одного из планируемых интервалов времени, Эта цена поступает в блок вычисления локального дохода соответствующего автоматического оптимизатора технологического режима 10 — 10 +, а также блоки

7 — 7, самонастройки коэффициентов усиления, В совокупности работы всех автоматических оптимизаторов технологического режима

10 — 10„;, на будущие моменты времени получается какой-то разбаланс по каждому виду продукта при фиксированных прогнозах характеристик объектов управления 5> — 5 + который в силу работы автоматических оптимизаторов технологического режима 10,—

5 ю

4

10„ .,„сводится к нулю при каких-та оптимальных ценах на входные и выходные потоки, Эта цена, указанным выше способом, упреждает (планирует, учитывает) совокупное состояние «рынка» в соответствующем блоке рассогласования в будущие моменты времени

t и делает ясной экономическую ситуацию для каждого автоматического оптимизатора технологического режима 10> — 10 + в будущие моменты времени t по каждому виду продукта.

Так как прогнозы характеристик на будущие моменты времени в каждом автоматическом оптимизаторе технологического режима

10 — 10+, меняются с течением времени, а в силу вариационности задачи в каждом автоматическом оптимизаторе технологического режима 10 — 10„+ решение в момент времени

t влияет и на другие моменты времени 1ь то динамическая ошибка при отслеживании колебаний прогнозов по каждому разбалансу приводит в общем случае к ошибке в выборе величины регулирующего сигнала на соответствующий объект управления 5> — 5„.m в текущий момент времени. Поэтому возникает задача минимизации динамической ошибки разбаланса. Эту минимизацию по параметрам блока ценообразования 8> — 8, осуществляет соответствующий блок самонастройки коэффициентов усиления 7 — 7(<. В блоках самонастройки коэффициентов усиления 7 — 7, вычисляются производные изменяющейся во времени цены, а также выделяются низкочастотные составляющие цены, которые задерживаются на некоторый интервал времени, разный для разных настраиваемых коэффициентов.

Далее производится коррелирование двух сигналов: производной цены и задержанной переменной составляющей цены. В общем случае коэффициенты усиления в блоках ценообразования 8i — 8>, не оптимальны, поэтому сигналы производной и задержанной оказываются коррелированы между собой. Из-за этого выходы соответствующего блока самонастройки коэффициентов усиления 7> — 7, меняются. Изменяющиеся в узлах самонастройки 7r,— 7„,сигналы управляют переменными коэффициентами усиления в соответствующем блоке ценообразования 81 — 8,, они приобретают новые значения за некоторый интервал времени. В результате изменения коэффициентов усиления уменьшается коррелированность между сигналами производной и задержанной цены. Так происходит до достижения некоррелировапности этих двух сигналов. При этом достигается равновесие в блоке самонастройки коэффициентов усиления 7> — 7i,. Сигналы от соответствующих блоков самонастройки коэффициентов усиления 7 — 7i, остаются постоянными, если не изменяются статистические характеристики внешних воздействий, действующих на объекты управления 5> — 5

Каждый автоматический оптимизатор технологического режима 10 — 10„+,„упреждает

516018 свои характеристики, но совокупная ситуация не известна, нужно как-то просуммировать с упреждением в каждый момент времени

Это суммирование и коррекцию, если прогнозы не изменяются, производит самостраивающаяся система объектов управления, которая в процессе работы приходит к равновесию (разбаланс во всех блоках рассогласования равен нулю). При этом максимумы локальные (в ка кдом автоматическом оптимизаторе технологического режима 10,— 10„+) при сформированной цене (ценах) приводят к максимуму прибыли всей группы объектов управления 5> — 5 +.

Формула изобретения

Самонастраивающаяся система объектов управления, содержащая объекты управленияпроизводители и потребители, информационные входы которых через соответствующие датчики входной информации подключены к информационным входам самонастраивающейся системы, а информационные выходы соединены с входами соответствующих датчиков выходной информации, управляющие входы объектов управления через соответствующие оптимизаторы подключены к выходам соответствующих блоков вычисления локального дохода, информационные входы которых подключены к выходам датчиков входной и выходной информации одноименного объекта управления, а ценовый вход подключен к соответствующему ценовому входу самонастраивающейся системы, и IIo числу разноименных информационных выходов объектов управления-производителей блоки рассогласования, первые группы информационных входов которых подключены к выходам одноименных датчиков выходной информации объектов управления-производителей, а выходы соединены с входами одноименных блоков ценообразова10 ния, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков самонастройки, входы которых соединены с одноименными ценовыми входами соответствующих блоков вычисления локального дохода, 15 выходы датчиков выходной информации объектов управления-потребителей соединены с соответствующими информационными выходами самонастраивающейся системы, отлич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения

20 точности, она содержит по числу разноименных информационных выходов объектов управления-производителей интеграторы, включенные между выходами соответствующих блоков ценообразования и входами одноимен25 ных блоков самонастройки, вторые группы информационных входов блоков рассогласования подключены к одноименным информационным входам объектов управления-потребителей, а информационные входы объектов

30 управления-производителей соединены с соответствующими информационными выходами самонастраивающейся системы.

516018

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 1355 8 Изд. ¹ 1379 Тираж 1029 Подписное

Ц1-(ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр, Сапунова, 2 (2//

///и

Составитель Ю. Гаруль

Техред 3. Тараненко Корректор И. Позняковская