К какой системе относят свойство робастности

К какой системе относят свойство робастности thumbnail

2.2. Логистические операции

Логистические операции – самостоятельная часть логистического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и/или с помощью одного технического устройства; обособленная совокупность действий, направленных в конечном итоге на перемещение материального и/или информационного потоков по ЛЦ. К ЛО с МП относят расфасовку, погрузку, транспортировку, разгрузку, распаковку, комплектацию, сортировку, складирование, упаковку и др. В табл. 2.4 приведена одна из возможных классификаций ЛО.

Таблица
2.4.
Классификация логистических операций

Признак классификацииВид ЛО
Переход права собственностиОдносторонние, двухсторонние
Природа потокаМП, поток услуг, ИП
Направленность реализуемых логистических функцийВнешние (функции снабжения и сбыта), внутренние (в рамках функции производства)
Вид реализуемых логистических функцийБазисные, ключевые, поддерживающие

2.3. Логистические системы

Понятие ЛС является одним из базовых понятий логистики. Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Элемент системы – часть системы, условно не расчленяемая на составные части. Одна из возможных классификаций систем приведена в табл. 2.5.

Таблица
2.5.
Классификация систем

Признак классификацииВид систем
СложностьПростая, сложная, большая
Изменение во времениСтатическая, динамическая
Взаимосвязь с окружающей средойЗакрытая, открытая
Предвидение развитияДетерминированная, стохастическая
Реакция на изменение окружающей средыАдаптивная, неадаптивная

Следует различать сложные и большие системы. Сложная система – система с разветвленной структурой и значительным количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов (подсистем), имеющих разные по своему типу связи, способная сохранять частичную работоспособность при отказе отдельных элементов (свойство робастности ). Большая система – сложная система, имеющая ряд дополнительных признаков: наличие подсистем, имеющих собственное целевое назначение, подчиненное общему целевому назначению всей системы; большое число разнообразных связей (материальных, информационных, энергетических и т.п.); внешние связи с другими системами; наличие в системе элементов самоорганизации.

Существуют следующие четыре свойства, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было считать системой.

  1. Целостность и членимость. Системой является целостная совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом, но в целях анализа система может быть условно разделена на отдельные элементы.
  2. Связи – это то, что соединяет объекты и свойства в системном процессе в целое. Между элементами системы существуют связи, которые определяют интегративные качества системы. Связи между элементами системы должны быть более мощными, чем связи отдельных элементов с внешней средой.
  3. Организация – это внутренняя упорядоченность, согласованность взаимодействия элементов системы, определенная структура связей между элементами системы.
  4. Интегративные качества (эмерджентность) – качества, присущие системе в целом, но не свойственные ни одному из ее элементов в отдельности. Элементы, объединенные в систему с помощью организованных связей, приводят к появлению системного (синергетического) эффекта, при котором ценность объединенной системы больше, чем сумма отдельных частей, из которых она состоит.

Логистическая система – это динамическая, открытая, стохастическая, адаптивная сложная или большая система с обратной связью, выполняющая те или иные логистические функции (ЛФ), например, промышленное предприятие, территориально-производственный комплекс, торговое предприятие и т.д. ЛС, как правило, состоит из нескольких подсистем и имеет развитые связи с внешней средой. Цель ЛС – доставка товаров и изделий в максимальном соответствии с требованиями потребителей при минимальном (заданном) уровне издержек.

Микрологистические системы – это подсистемы, структурные составляющие макрологистических систем. Они связаны с определенным предприятием и предназначены для управления потоками в процессе производства, снабжения и сбыта. В зависимости от целей ЛС и от степени охвата базисных ЛО различают следующие виды микрологистических систем:

  1. внутрипроизводственные ЛС оптимизируют управление МП в пределах технологического цикла производства продукции (снижение запасов МР и незавершенного производства, ускорение оборачиваемости оборотного капитала фирмы, уменьшение длительности производственного периода, управление запасами МР, оптимизация работы технологического транспорта);
  2. внешние ЛС решают задачи, связанные с управлением потоков от их источников к пунктам назначения вне производственного технологического цикла. Это снабженческие и распределительные задачи, такие как рационализация движения МР и ГП в товаропроводящих цепях, сокращение времени доставки МР и ГП и времени выполнения заказов потребителей, транспортировка, складирование, грузопереработка, согласование целей поставщиков, посредников и потребителей;
  3. интегрированные ЛС включают в качестве элементов внутрипроизводственные и внешние логистические системы.
Читайте также:  Серебряный иней какие свойства

Мезологистическая система – объединение нескольких предприятий-партнеров по цепи поставок, преследующее общие цели и согласованно управляющее сквозным МП.

Макрологистическая система – крупная система управления МП, охватывающая предприятия и организации промышленности, посреднические, торговые и транспортные организации различных ведомств, расположенных в разных районах, регионах страны или в разных странах. Цели макрологистических систем могут отличаться от целей микрологистических систем, т. е. быть экологическими, социальными или политическими, а не связанными с извлечением прибыли. Макрологистические системы различают:

  • по признаку административно-территориального деления страны (районные, межрайонные, городские, областные и краевые, региональные и межрегиональные; республиканские и межреспубликанские;
  • по объектно-функциональному признаку (для группы предприятий одной или нескольких отраслей, ведомственные, отраслевые, межведомственные, межотраслевые, военные и т.д.).

Рассмотрим свойства системы в применении к ЛС.

Целостность и членимость. ЛС имеет свойство целостности. Это означает, что ЛС может быть выделена из своего окружения как единый объект, который имеет собственные цели функционирования, развития, конечный результат деятельности. С другой стороны ЛС может быть разделена на отдельные элементы. Элементами ЛС на макроуровне, т.е. при прохождении МП от предприятия к предприятию, являются сами эти предприятия (поставщик и потребитель) и связывающий их транспорт. Если отдельные элементы ЛС рассматриваются как система, то их называют подсистемами. Элементами ЛС на микроуровне являются подразделения, службы предприятия.

Связи. В макрологистических системах связи между отдельными элементами устанавливаются на основе товарно-денежных отношений, оформленных в виде договора. Внутри микрологистической системы элементы связаны внутрипроизводственными отношениями, т. е. основа связей бестоварная, организационная.

Организация. Связи между элементами упорядочены различными законодательными, нормативными документами, положениями, должностными инструкциями.

Интегративные качества. Только ЛС в целом может поставлять товар, выполнив все требования поставки, а также приспосабливаться (адаптироваться) к изменяющимся условиям внешней среды. Отдельные элементы ЛС самостоятельно не могут решать подобные задачи.

Контрольные вопросы

  1. Понятие потока.
  2. Дайте определения каждому из видов потоков, управляемых логистикой, укажите их размерности.
  3. Приведите примеры параметров МП.
  4. Чем отличается МП от материального запаса?
  5. В чем специфика управления финансовыми потоками в логистике?
  6. Существует ли однозначное соответствие между МП и ИП по времени возникновения, направленности и по другим параметрам? Поясните на примерах.
  7. Перечислите и поясните признаки классификации и виды каждого из видов потоков, управляемых логистикой.
  8. Понятие логистических операций, их классификация, примеры.
  9. Приведите определение понятия системы.
  10. Раскройте суть каждого из свойств, которыми должна обладать система.
  11. Приведите собственные примеры объектов, являющихся системой, и раскройте их свойства как систем.
  12. Что такое ЛС, ее цель?
  13. Приведите классификацию ЛС.
  14. Сформулируйте признак, по которому различают 3 вида микрологистических систем?
  15. Приведите собственные конкретные примеры ЛС и докажите наличие у них всех свойств системы.

Источник

Задача робастного управления

Каноническая задача робастного управления

Главной задачей синтеза робастных систем управления является поиск закона управления, который сохранял бы выходные переменные системы и сигналы ошибки в заданных допустимых пределах несмотря на наличие неопределённостей в контуре управления. Неопределённости могут принимать любые формы, однако наиболее существенными являются шумы, нелинейности и неточности в знании передаточной функции объекта управления.

Общая каноническая задача робастного управления математически описывается в следующем виде:

Пусть передаточная функция объекта управления —   P(s). Необходимо синтезировать такой контроллер с передаточной функцией   F(s), чтобы передаточная функция замкнутой системы  T_{y1 u1} удовлетворяла следующему неравенству, которое называется критерием робастности:

frac{1}{K_M(T_{y1 u1}(jomega))}  ; < 1

где

 K_M(T_{y1 u1}(jomega)) = inf [sigma_n(Delta)|det((I - T_{y1 u1})Delta) = 0],
Delta ! — матрица неопределённостей (см. ниже),
sigma_n ! —  n-е сингулярное число матрицы.

K_M ! можно рассматривать как “размер” наименьшей неопределённости на каждой частоте, которая может сделать систему неустойчивой.

Для того, чтобы внести в робастный синтез требования по качеству управления, используется фиктивная неопределённость Delta_n !. При её отсутствии задача является задачей обеспечения робастной устойчивости.

Читайте также:  Какие из перечисленных ниже физических явлений доказывают квантовые свойства света

В робастном анализе требуется найти K_M ! как границу устойчивости, в робастном же синтезе требуется определить передаточную функцию контроллера для соответствия критерию робастности.

Структурные и неструктурные неопределённости

Аддитивная и мультипликативная неопределённости

В робастном управлении рассматриваются два вида неопределённостей — структурные и неструктурные. Неструктурные неопределённости обычно представляют собой элементы, зависящие от частоты, такие как, например, насыщение в силовых приводах или возмущения в низкочастотной области АФЧХ объекта управления. Воздействие неструктурных неопределённостей на номинальный объект управления может быть как аддитивным

 G = G_{nom} + Delta_A !

так и мультипликативным

 G = (I + Delta_M)G_{nom} !

Структурные неопределённости представляют собой изменения в динамике объекта управления, к примеру:

  • Неопределённости в элементах матриц пространства состояний (A, B, C, D).
  • Неопределённости в нулях или полюсах передаточной функции объекта управления.

Общий подход, сформулированный в канонической задаче робастного управления позволяет выявить на этапе проектирования как структурные так и неструктурные неопределённости и использовать их в процессе синтеза робастного контроллера.

Робастный анализ

Структурная схема системы в M-Delta ! виде.

Целью робастного анализа является поиск такой неопределённости  Delta !, при которой система становится неустойчивой. В ходе анализа решаются две задачи:

  1. Определение модели неопределённостей
  2. Приведение структурной схемы системы к стандартному M-Delta ! виду, когда все неопределённости структурно отделяются от номинальной схемы системы.

По теореме о робастной устойчивости система M-Delta ! устойчива при любых Delta(s) !, удовлетворяющих неравенству

sigma(Delta(jomega)) < frac{1}{sigma[M(jomega)]} !

Эта теорема обеспечивает достаточные условия робастной устойчивости. Существуют также специальные методы робастного анализа, такие как диагональное масштабирование или анализ по собственным числам. Следует заметить, что малое изменение  Delta ! никогда не влечёт за собой большое изменение  sigma(Delta) !, т.е. анализ по сингулярным числам лучше подходит для робастного управления, чем анализ по собственным числам.

Робастный синтез

Целью робастного синтеза является проектирование такого контроллера, который бы удовлетворял критерию робастности. Начиная с 50-х годов XX века был разработан ряд процедур и алгоритмов, позволяющих решить задачу робастного синтеза. Робастные системы управления могут сочетать черты как классического управления, так и адаптивного и нечёткого.

Ниже представлены основные технологии синтеза робастных систем управления:

НазваниеПреимуществаНедостатки
H∞-синтезРаботает как с устойчивостью, так и с чувствительностью системы,
замкнутый контур всегда устойчив,
прямой однопроходный алгоритм синтеза
Требует особого внимания к параметрической робастности объекта управления
H2-синтезРаботает как с устойчивостью, так и с чувствительностью системы,
замкнутый контур всегда устойчив,
точное формирование передаточной функции контроллера
Большое количество итераций
LQG-синтезИспользование доступной информации о помехахНе гарантируются запасы устойчивости,
требуется точная модель объекта,
большое количество итераций
LQR-синтезГарантированное обеспечение робастной устойчивости,
безынерционный регулятор.
Требуется обратная связь по всему вектору состояния,
требуется точная модель объекта,
большое количество итераций
μ-синтезРаботает с широким классом неопределённостейБольшой порядок контроллера

См. также

  • Оптимальное управление

Внешние ссылки

  • Лекции по робастному управлению

Библиография

  • Никифоров В.О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией возмущений. СПб.: Наука, 2003, 282 с.
  • Егупов Н.Д., Пупков К.А. Методы классической и современной теории автоматического управления. Синтез регуляторов систем автоматического управления. В 5 тт. Т. 3, Изд.2. 2004.616 с.

Wikimedia Foundation.
2010.

Смотреть что такое “Робастная система” в других словарях:

  • Система управления — Структура управления  систематизированный (строго определенный) набор средств сбора сведений о подконтрольном объекте и средств воздействия на его поведение с целью достижения определённых целей. Объектом системы управления могут быть как… …   Википедия

Источник

Целью робастного анализа является поиск такой неопределённости  Delta !, при которой система становится неустойчивой. В ходе анализа решаются две задачи:

  1. Определение модели неопределённостей
  2. Приведение структурной схемы системы к стандартному M-Delta ! виду, когда все неопределённости структурно отделяются от номинальной схемы системы.

По теореме о робастной устойчивости система M-Delta ! устойчива при любых Delta(s) !, удовлетворяющих неравенству

sigma(Delta(jomega)) < frac{1}{sigma[M(jomega)]} !

Эта теорема обеспечивает достаточные условия робастной устойчивости. Существуют также специальные методы робастного анализа, такие как диагональное масштабирование или анализ по собственным числам. Следует заметить, что малое изменение  Delta ! никогда не влечёт за собой большое изменение  sigma(Delta) !, то есть анализ по сингулярным числам лучше подходит для робастного управления, чем анализ по собственным числам.

Читайте также:  Какие свойства проявляют альдегиды

Робастный синтез

Целью робастного синтеза является проектирование такого контроллера, который бы удовлетворял критерию робастности. Начиная с 50-х годов XX века был разработан ряд процедур и алгоритмов, позволяющих решить задачу робастного синтеза. Робастные системы управления могут сочетать черты как классического управления, так и адаптивного и нечёткого.

Ниже представлены основные технологии синтеза робастных систем управления:

НазваниеПреимуществаНедостатки
H∞-синтезРаботает как с устойчивостью, так и с чувствительностью системы,
замкнутый контур всегда устойчив,
прямой однопроходный алгоритм синтеза
Требует особого внимания к параметрической робастности объекта управления
H2-синтезРаботает как с устойчивостью, так и с чувствительностью системы,
замкнутый контур всегда устойчив,
точное формирование передаточной функции контроллера
Большое количество итераций
LQG-синтезИспользование доступной информации о помехахНе гарантируются запасы устойчивости,
требуется точная модель объекта,
большое количество итераций
LQR-синтезГарантированное обеспечение робастной устойчивости,
безынерционный регулятор.
Требуется обратная связь по всему вектору состояния,
требуется точная модель объекта,
большое количество итераций
μ-синтезРаботает с широким классом неопределённостейБольшой порядок контроллера

См. также

  • Оптимальное управление

Литература

  • Никифоров В. О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией возмущений. — СПб.: Наука. — 282 с.
  • Егупов Н. Д., Пупков К. А. Методы классической и современной теории автоматического управления. Синтез регуляторов систем автоматического управления. В 5 тт. — 2. — МГТУ им. Баумана, 2004. — Т. 3. — 616 с.
  • Улянов С., Литвинцева Л., Добрынин В, Мишин А. Интеллектуальное робастное управление: технологии мягких вычислений. — 1. — PronetLabs, 2011. — Т. 1. — 406 с.

Ссылки

  • Лекции по робастному управлению

Wikimedia Foundation.
2010.

Смотреть что такое “Робастное управление” в других словарях:

  • Интеллектуальное управление — методы управления, которые используют различные подходы искусственного интеллекта, такие как искусственные нейронные сети, нечеткая логика, машинное обучение, эволюционные вычисления и генетические алгоритмы. Уровни интеллектуального управления… …   Википедия

  • H∞-управление — H на бесконечности или   метод теории управления для синтеза оптимальных регуляторов. Метод является оптимизационным, имеющим дело со строгим математическим описанием предполагаемого поведения замкнутой системы и её устойчивости. Метод… …   Википедия

  • Адаптивное управление — См. также: Адаптивная система Адаптивное управление  совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от… …   Википедия

  • Ульянов, Сергей Викторович — Сергей Викторович Ульянов Дата рождения: 15 декабря 1946(1946 12 15) (66 лет) Место рождения: Энгельс Страна …   Википедия

  • Мягкие вычисления — Мягкие вычисления  термин, введенный Лотфи Заде в 1994 году[1], обозначающий совокупность неточных, приближенных методов решения задач, зачастую не имеющих решение за полиномиальное время. Такие задачи возникают в области биологии, медицины …   Википедия

  • MATLAB — Логотип Тип Программы математического моделирования Разработчик …   Википедия

  • Робастная система — Робастное управление  совокупность методов теории управления, целью которых является синтез такого регулятора, который обеспечивал бы хорошее качество управления (к примеру, запасы устойчивости), если объект управления отличается от расчётного… …   Википедия

  • Робастный контроллер — Робастное управление  совокупность методов теории управления, целью которых является синтез такого регулятора, который обеспечивал бы хорошее качество управления (к примеру, запасы устойчивости), если объект управления отличается от расчётного… …   Википедия

  • Робастный регулятор — Робастное управление  совокупность методов теории управления, целью которых является синтез такого регулятора, который обеспечивал бы хорошее качество управления (к примеру, запасы устойчивости), если объект управления отличается от расчётного… …   Википедия

  • Управления система с переменной структурой — Адаптивное управление  совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления …   Википедия

Источник