- Артикул:00-01049346
- Автор: Иванхенко А.Г.
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Техника (все книги издательства)
- Город: Киев
- Страниц: 512
- Формат: 60х84 1/16
- Год: 1966
- Вес: 774 г
Развернуть ▼
Репринтное издание
Основная идея этой книги заключается в том, что новую теорию больших кибернетических систем следует разрабатывать на основе теории комбинированных систем автоматического регулирования, объединяющих разомкнутые связи по возмущениям и обратные связи по внутренним и выходным переменным. Разомкнутые связи в обычных системах соответствуют детерминированной части более сложных кибернетических систем, а обратные связи всегда несут в себе элементы самоорганизации. Следовательно, теория комбинированных систем регулирования (тесно связанная с теорией инвариантности) может стать основой для разработки общей теории комбинированных детерминированно-самоорганизующихся кибернетических систем. Обо всём этом и не только в книге Кибернетические системы с комбинированным управлением.
Содержание
Предисловие
Введение
О детерминизме и самоорганизации
Где же начинается настоящая кибернетика? (о книге Стаффорда Бира)
Управление «стихиями» как основная задача «настоящей» кибернетики
1. Основные положения общей теории комбинированных систем управления
Теория комбинированных систем и ее связь с теорией инвариантности
Краткие сведения по теории инвариантности
Комбинированные системы как системы регулирования состояния и количества
Предварительные замечания
Комбинированные системы как системы, одновременно имеющие измерительные элементы состояния и количества
Одноконтурные системы регулирования состояния
Одноконтурные системы регулирования количества
Одноконтурные комбинированные системы
Основные правила выбора принципиальной схемы систем управления
Преимущества комбинированных систем в установившихся режимах
Энергетические преимущества
Кибернетические преимущества
Преимущества комбинированных систем в переходных режимах
Оптимальные настройки комбинированных систем обычного типа (неэкстремальных)
Увеличение точности и быстродействия улучшением замкнутой части системы
Увеличение точности и быстродействия улучшением разомкнутых компаундирующих связей
Ортогональность (отсутствие взаимного влияния или корреляции) двух предыдущих способов настройки комбинированных систем
Метод выбора параметров комбинированных систем по частям
Пример настройки двухконтурной системы регулирования методом по частям
Описание системы
Настройка системы
Комбинированное использование условий неабсолютной (2а) и абсолютной (2б) инвариантностей
Связь теории инвариантности с теорией многоконтурных систем условной устойчивости
Связь теории инвариантности с теорией чувствительности измерительных схем
Методы определения относительной и абсолютной ошибок
Исследование точности одноконтурной системы методом определения относительной ошибки
Исследование точности одноконтурной системы методом определения абсолютной ошибки
Исследование точности двухконтурной системы методом определения относительной ошибки
Метод исследования чувствительности систем автоматического регулирования к изменению нестабильных параметров
Введение
Общий метод исследования чувствительности настроек
Вариант метода для систем высокого порядка
Исследование чувствительности настроек комбинированной и дифференциальной двухконтурной системы
Исследование чувствительности настроек двухкаскадного усилителя с двумя дифференциальными обратными связями
Влияние на точность системы нестабильности звеньев, включенных до и после контура обратной связи
Связь теории инвариантности с теорией дифференциальных регуляторов
Определение термина «дифференциальная система»
Четыре основных типа дифференциальных систем
Эквивалентные преобразования закона регулирования
Дифференциальная система стабилизации со связью по возмущению и с внешней обратной связью
Дифференциальная система стабилизации со связью по возмущению и с внутренней обратной связью
Дифференциальная система стабилизации без связи по возмущению
Дифференциальная схема следящей системы со связью по возмущению Анализ условий эквивалентности дифференциальных систем
Возможность компенсации и перекомпенсации статической ошибки дифференциальных систем
Возможность компенсации и перекомпенсации свободной составляющей ошибки дифференциальных систем
Сравнение жесткости и устойчивости дифференциальных систем стабилизации
Возможность компенсации действия нелинейностей отдельных звеньев дифференциальных систем
Применение дифференциальной системы для устранения зоны нечувствительности магнитного реверсивного привода
Недокомпенсация, абсолютная инвариантность и перекомпенсация в системах автоматического регулирования
Два дискуссионных вопроса
Отрицательная динамическая ошибка в комбинированной системе со связью по возмущению
Об устойчивости многоконтурных дифференциальных систем без связей по возмущению при настройке на абсолютную инвариантность и отрицательную ошибку
О порядке полного и вырожденного характеристических уравнений дифференциальной системы без связи по возмущению
Ограничение ускорений системы по модулю и превышение порядка левой части уравнения динамики системы над порядком правой - основные условия отсутствия всплесков положительной ошибки в начале процесса
Особые возможности многоконтурных систем и опасности «одноконтурной концепции»
Уравнение динамики, устойчивость и инвариантность комбинированной системы регулирования скорости (со связью по возмущению, рис. 33)
Настройка многоконтурных систем методом по частям
Связь теории инвариантности с теорией автономного управления
Метод автономного управления проф. И. Н Вознесенского
Синтез схемы и настройка связей по условиям автономности
Сравнение устойчивости многоконтурной системы при настройке на автономность и без такой настройки
Условия инвариантности для многоконтурной системы
2. Комбинированные кибернетические системы приспособления и экстремального управления
Введение
Различие в уровне сложности между обычными и кибернетическими приспосабливающимися системами автоматики
Различие между обычными и кибернетическими приспосабливающимися системами по задаче управления
Объем информации, необходимой для применения обычных и кибернетических приспосабливающихся систем
Классификация кибернетических приспосабливающихся систем
Классификация экстремальных систем
Автоколебательные системы с управлением по производным от показателя экстремума и регулирующего воздействия
Уравнение динамики экстремальной системы
Определение амплитуды и частоты автоколебаний (безынерционный объект)
Определение амплитуды и частоты автоколебаний (инерционный объект)
Определение амплитуды и частоты автоколебаний методом гармонического баланса (инерционный объект)
Импульсная стабилизация как способ повышения частоты автоколебаний системы с управлением по производным
Усложнение схемы экстремальных регуляторов с управлением по производным для инерционных объектов управления
Автоколебательная система с удержанием максимума
Пример системы с принудительным циклом работы с коммутатором
Система шагового типа без специальных поисковых шагов
Уравнения динамики шаговой системы
Методика выбора интервала регулирования, чувствительности реле и величины шага системы
Системы с вынужденными колебаниями с двумя пробными шагами
Уравнения динамики системы с двумя пробными шагами
Системы с вынужденными колебаниями (с непрерывной модуляцией регулирующего воздействия)
Релейные корреляционные функции и их преимущества
Преимущества автокорреляционных систем
Выделители переменной составляющей
Уравнение динамики системы с модулирующим воздействием
Модель системы с модулирующим воздействием
Общие замечания о возможности использования линейных уравнений для исследования экстремальных систем и об учете влияния помех
Методы объективного выбора показателя экстремума и способов его измерения
Частотные колебательные самонастраивающиеся системы
Самонастраивающиеся системы, поддерживающие постоянство коэффициента затухания колебаний
Сравнение двух постановок задачи экстремального управления
Макро- и микросистемы
Примеры решения конкретных задач на основе макро- и микросистем
Законы изменения регулирующих воздействий (стратегии)
Система с двумя регулирующими воздействиями, модулируемыми одной частотой, но с фазовым сдвигом на 90°
Система с безынерционным объектом
Система с инерционным объектом
Самонастраивающиеся системы с изменением коэффициента усиления
Пример комбинированной самонастраивающейся системы с само- изменением параметра - коэффициента усиления
Статические характеристики экстремальной системы с управлением по производным от показателя экстремума и регулирующего воздействия
Статические характеристики экстремальной системы с модуляцией
Способы произвольного смещения рабочей точки (центра колебаний) от экстремума
Различная степень астатизма в экстремальных системах
Нелинейный обостритель экстремальной характеристики
Дифференциальные экстремальные регуляторы
Расширение области применения дифференциальной схемы экстремального регулирования (схема В. И. Васильева)
Место дифференциальных систем в общей классификации
Системы, построенные на основе элементов умножения вместо вычитания
Сходство правил выбора схем обычных и экстремальных систем
Регуляторы первого, второго, третьего и т. д. приближений (метод последовательных приближений)
Сходство основных правил настройки комбинированных обычных и экстремальных систем
Правила настройки замкнутой части системы
Статистические методы исследования экстремальных систем
Правила настройки разомкнутых (компаундирующих) связей экстремальных систем
Применение условий инвариантности к нелинейным системам и системам с переменными во времени параметрами
Интегральные, корреляционные и другие методы повышения помехоустойчивости экстремальных систем
Использование релейных корреляционных функций для определения знака отклонения системы от экстремума
Краткие сведения о релейных корреляционных функциях
Системы взаимокорреляционного экстремального регулирования без специального генератора модулирующего воздействия
Экстремальная система шагового типа без специального генератора пробных шагов
Помехоустойчивость систем экстремального регулирования с модулирующим воздействием
Метод повышения помехоустойчивости усложнением поискового сигнала при одновременном усложнении селекторов
Сравнение помехоустойчивости экстремальных систем различных типов и выбор системы для практического применения
Выводы
3. Определимые (алгоритмические) объекты и их модели
Предварительные замечания
Метод определения динамических свойств объекта управления с использованием «модулирующей функции»
Метод определения коэффициентов уравнения статической характеристики объекта управления (регрессионный анализ)
Метод избранных точек
Метод регрессионного анализа
Замечания к методу регрессионного анализа
4. Неопределимые (неалгоритмические или неформальные) объекты и их модели
Предварительные замечания
Волны активности в нейронных сетях Бьюэрла
Моделирование колебаний в нейронных сетях Девидсона и Смита
Модель нейрона
Установившиеся режимы нейронной сети
Неопределимая модель мозга Л. Б. Емельянова-Ярославского
Неопределимые системы управления, содержащие живые организмы и их сообщества
5. Системы с различной степенью детерминизма и случайности
Предварительные замечания
Оптимальный объем запасов деталей на складе
Алгоритмы распознающей системы «Альфа», работающей в пространстве
Хемминга
Алгоритмы других распознающих систем
Постепенное изменение распознающей системы «Альфа» от чисто детерминированной к неопределимой
Условия инвариантности распознающей системы
Оценка степени детерминизма и степени неопределимости
Надежность и детерминизм системы
Оптимальное соотношение детерминированной и неопределимой частей системы. Использование недостоверной информации
6. Разомкнутая (детерминированная) часть системы управления непрерывным процессом
Предварительные замечания
Задача экстремального управления сложными объектами
Разомкнутая детерминированная система управления
Схемы конвергенции матрицы в строку
Условия инвариантности детерминированной системы управления непрерывным процессом
Два способа решения многокоординатных задач
Зависимость формы оптимальной характеристики разомкнутой части системы от очередности развертывания матрицы в строку
Алгоритм действия разомкнутой части системы (компаундирования) при использовании конвергенции матрицы возмущений в строку
Выбор кода преобразователей непрерывных величин в дискретные
Алгоритм действия разомкнутой части системы без применения конвергенции матрицы возмущений в строку
Алгоритм самоорганизации (автоматического ввода в действие) разомкнутой части системы
Компенсационные ДСС, использующие конвергенцию, а затем дивергенцию воздействий
Замкнутая система с обратной связью
Комбинированная детерминированно-самообучающаяся система
Косвенное измерение возмущающих воздействий и способы оценки их величины
Вопросы дальнейшей работы
7. Первый тип корректора - беспоисковый регрессионный экстремальный регулятор
Возможность коррекции без специальных проб на объекте
Однокоординатный беспоисковый корректор
Многокоординатный беспоисковый корректор
Роль зубцов характеристики разомкнутой части
О реализации указаний корректора
Моделирование беспоискового корректора
О способах взаимного смещения «подходящих» для анализа участков осциллограмм
8. Второй тип корректора - накапливающая матрица уставок
Скоростные и позиционные корректоры
Общая схема системы позиционного управления сложными процессами
Элементы теории распознавания производственных ситуаций
Определение «ситуаций» в координатах ф, X. или N при разных классификациях состояний
Классификация состояний по входным величинам
Классификация состояний по выходным величинам
Комбинированная классификация по входным и выходным величинам
Сокращение числа измерений пространства координат системы - основной способ уменьшения ее объема
Самопроизвольный процесс автоматического подключения элементов и сравнение объемов матричной схемы и распознающей системы
Условие, при котором выгодно применять отдельные дискретизаторы для управления каждым регулирующим воздействием
Компенсационный нереверсивный корректор с конвергенцией и дивергенцией воздействий
Комбинированный нереверсивный корректор с измерительными связями по возмущениям
Процессы идентификации (приведения в соответствие) модели и объекта
Комбинированная реверсивная система управления непрерывным процессом
Процессы в системе с непрерывным измерением показателя качества
Уравнения статики элементов системы
Процессы самообучения в системе с ИБН
Процессы самообучения в системе с ИМН
Процессы самообучения в реверсивной системе с совместным использованием ИБН и ИМН
Применение фазовой плоскости для исследования процессов идентификации
Усреднение оценок - основное средство повышения помехоустойчивости позиционных систем
Алгоритмы экспоненциального сглаживания
Вопросы дальнейшей работы
9. Управление самопроизвольными процессами. Распознающая система - третий тип корректора
Детерминированные и самообучающиеся системы управления
Значение разделения систем на детерминированные и самообучающиеся для инженера
Комбинированные системы
Примеры самопроизвольных процессов и способы управления ими
Постановка задачи распознавания уровней экстремальной характеристики объекта
Самопроизвольный процесс коррекции характеристики разомкнутой части системы
Самонастраивающиеся дискретизаторы
Самоорганизующиеся схемы конвергенции
Общая и местная коррекция переключающей матрицы ключей
Определение понятия «ситуации» в координатах cp, ri, А,
Корректор - распознающая система
Распознающая система как самообучающаяся модель объекта управления, аппроксимирующая его характеристики прямыми линиями
Самопроизвольный процесс организации трех полюсов
Алгоритм самообучения трех полюсов
Распознающая система - скоростной и позиционный корректор
Об автоматическом самообучении распознаванию при большом числе уровней и большом числе регулирующих воздействий
Аппроксимация характеристик объекта ломаными линиями и проблема управления «полюсным газом»
Моделирование процессов самообучения распознающей системы при аппроксимации характеристик объекта ломаными линиями
Способ уменьшения объема поэлементного корректора
Другие самопроизвольные процессы в технической кибернетике
Самопроизвольная классификация образов и ситуаций
Самообучающиеся предсказывающие фильтры
Предсказание дискретных результатов
Предсказание непрерывных процессов
Формула Колмогорова
Самообучение предсказывающего фильтра
Самообучение предсказывающего фильтра по методу регрессионного анализа
Самообучение предсказывающего фильтра по итерационному алгоритму Габора
Распознающая система «Альфа» в качестве предсказывающего самообучающегося фильтра
Опыт предсказания амплитуды океанских волн на предельно упрощенной распознающей системе «Альфа»
Чистая (равновероятная) случайность как принципиально непредсказуемая часть случайного процесса
Исследование точности предсказания и полезности признаков (членов формулы предсказания)
Самопроизвольный выбор наиболее полезных признаков
Обучаемые и самообучающиеся датчики
Самопроизвольное усложнение алгоритма интерполяции
Определение функции преобразования датчика методами поиска минимума среднего квадрата ошибки (самообучающийся фильтр Габора, регрессионный анализ)
Однокоординатный интерполяционный датчик
Много координатные интерполяционные датчики
Формульные автоматы и распознающие системы как обучающиеся системы для экстремального управления
Интерполятор (учитель) и корректор (ученик)
Минимальное число точек (узлов) интерполяции
О форме и амплитуде зубцов характеристики разомкнутой части
Интерполятор формульного типа, осуществляющий регрессионный анализ
Интерполятор формульного типа, использующий рекуррентные формулы
Самообучающийся фильтр Габора в качестве интерполятора
Схема коррекции в случае, когда интерполятор используется непосредственно в качестве медленно действующего корректора
Применение распознающих систем в качестве обучающихся корректоров систем экстремального управления
Постановка задачи коррекции
Другое определение понятий состояние (изображение) и ситуация (образ)
Применение распознающей системы «Альфа» для различения ситуаций
Правило обучения полюсов, или закон действия обратной связи
Уменьшение продолжительности обучения полюсов при помощи интерполяции
Выяснение состава множества признаков
Выбор полезных (информативных) признаков
Границы ситуаций при идеальном и реальном признаках
Способ выработки признаков при отклонениях распределения возмущений от наиболее вероятной кривой (преобразование распределения)
Оценка признаков по критерию разрешающей способности R
Пример схемы использования распознающей системы в качестве корректора
О возможности самообучения корректора
Вопросы дальнейшей работы
Заключение
Литература
Рекомендуем
