ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ
способ автоматич. регулирования, состоящий в установлении и поддержании такого
режима работы управляемого объекта, при к-ром достигается экстремальное
(минимальное или максимальное) значение нек-рого критерия, характеризующего
качество функционирования объекта. Критерием качества, к-рый обычно наз.
целевой функцией, показателем экстремума или экстремальной характеристикой,
может быть либо непосредственно измеряемая физ. величина (напр., темп-pa,
ток, напряжение, давление), либо кпд, производительность и др. Э. р. осуществляется
в условиях неопределённости в отношении поведения объекта управления. Поэтому
при Э. р. сначала получают необходимую исходную информацию об объекте (для
этого на управляемый объект подаются пробные воздействия, изучается реакция
объекта на эти воздействия и выбираются те из них, к-рые изменяют целевую
функцию в нужном направлении), а затем на основе полученной информации
вырабатывают рабочие воздействия, обеспечивающие достижение экстремума
критерия качества (см. Поисковая система управления). Т. о., при
Э. р. решаются две задачи: нахождение градиента целевой функции, определяющего
направление движения к экстремуму в пространстве регулируемых координат
при наличии помех, возмущений и инерционности объекта оптимизации; организация
устойчивого движения системы в направлении точки экстремума за минимально
возможное время либо при минимизации к.-л. др. показателей.
Автоматич. устройство, вырабатывающее управляющие
воздействия на объект, наз. экстремальным регулятором. Экстремальные регуляторы
предназначены для управления такими объектами, у к-рых зависимость показателя
качества функционирования от регулирующего воздействия имеет один экстремум
(максимум или минимум). Качество работы регулятора определяют величина
и частота пробных воздействий, величина и скорость вариаций регулирующих
(рабочих) воздействий, чувствительность и др. В СССР и за рубежом серийно
выпускаются электронные, гидравлич. и пневматич. регуляторы для Э. р.,
структура и конструктивные особенности к-рых определяются назначением и
областью использования того или иного регулятора.
Экстремальный регулятор в совокупности
с объектом регулирования образуют систему экстремального регулирования
(СЭР), или систему оптимизации. По принципу управления различают СЭР разомкнутые
(осн. на принципе управления по возмущению), замкнутые (осн. на принципе
обратной связи) н комбинированные (совмещающие оба принципа одновременно).
Наибольшее распространение получили замкнутые СЭР, обеспечивающие высокую
точность;
разомкнутые
СЭР, несмотря на мн. преимущества их по сравнению с замкнутыми СЭР (высокое
быстродействие, отсутствие поисковых движений и т. д.), применяются ограниченно,
гл. обр. в тех случаях, когда все осн. возмущения, действующие на объект
управления, могут быть измерены; комбинированные СЭР сочетают осн. преимущества
замкнутых и разомкнутых систем - точность и быстродействие.
Важнейшими показателями, характеризующими
качество функционирования СЭР, являются: для статич. объектов - время поиска
экстремума (быстродействие СЭР) и отклонение оптимизируемой величины от
экстремального значения в установившемся режиме (т. н. потери на поиск);
для динамич. объектов, кроме уже указанных,- требования к характеру переходного
процесса поиска (монотонность, отсутствие перерегулирования и т. п.). Выбор
конкретной СЭР, как правило, тесно связан со спецификой управляемого объекта.
Первые работы в области Э. р. принадлежат
М. Леблану и Т. Штейну (Франция, 1922); систематич. изучение Э. р. как
нового направления в развитии систем автоматич. управления впервые было
начато В. В. Казакевичем (СССР, 1944); изучение СЭР было продолжено в 50-х
гг. 20 в. Ч. Драйпером и В. Ли (США). В 60-х гг. Э. р. оформилось в самостоят,
направление в теории нелинейных систем автоматич. управления, а СЭР получили
широкое применение (напр., при настройке резонансных контуров и автоматич.
измерит, устройств, при отыскании оптимальных параметров настраиваемых
моделей, при управлении хим. реакторами, нагреват. установками, процессами
флотации, дробления).
Лит.: Красовский А.
А., Динамика
непрерывных самонастраивающихся систем, М., 1963; Моросанов И. С,, Релейные
экстремальные системы, М., 1964; Кунцевич В. М., Импульсные самонастраивающиеся
и экстремальные системы автоматического управления, К., 1966; Р а с т р
и г и н Л. А., Системы экстремального управления, М., 1974. С. К. Коровин.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я