4.2. ПРОЦЕСС ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Технологическая система представляет собой целостную совокупность элементов, связи между которыми могут быть описаны системой функций:
fj1(xk1,…,xi1) = 0
fj2 (xk2,…,xi2) = 0 (4.16)
………..
fji(xkn,…,xin) = 0
где xk1,xk2,…, xkn – переменные параметры системы, fji – дифференцируемая функция в заданной области изменения переменных.
В процессе функционирования технические системы (ТС) постоянно вступают в контакт со средой ,которая имеет бесконечно большое число степеней свободы.
Взаимодействие переменных Xki…Xji со средой выражается в том ,что эти координаты системы непрерывно сравниваются с параметрами Z1,…,.Zк среды. Если рассогласования не равны нулю, то они воздействуют через механизмы обратной связи (ОС) как на систему, так и на среду.
Будем полагать, что целью системы является выполнение ее целевой функции при этом рассогласования Δi,…, Δk, возникающие при контактировании элементов системы с внешней средой должны быть сведены к нулю. Для этой цели в системе управления вырабатываются также командные сигналы, которые сводят рассогласования к нулю.(рис. 4.4).
Какими же механизмами располагает система ,чтобы достичь поставленной цели? Система управления ведет подстановку системы в функции от Δi,…, Δk путем включения коэффициентов Us в дифференциальное уравнение:
Fj (xk,…,xi) Us = 0 (4.17)
Этот способ приспособления называется самонастройкой.
Рис. 4.4. Взаимодействие ТС со средой в процессе функционирования
Но система может приспособиться к среде не только за счет варьирования коэффициентов Us. В блоке управления после анализа отклонений может быть найдена такая функциональная связь между переменными Xk,…,Xi, что наложение ее позволит уменьшить рассогласование. Этот способ приспособления называется обучением.
Рассмотрим вопрос о соотношении между этими двумя способами.
Гибкость или мобильность системы будет определяться количеством коэффициентов Us . При увеличении числа наложенных связей М способность системы к самонастройке растет, проходит максимум и начинает падать. Таким образом система “переучилась” ,поскольку наложение новых связей ведет к уменьшению Us и снижению гибкости системы (рис. 4.5).
В пределе число коэффициентов Us может быть сведено к нулю, в этом случае будем иметь систему с жесткой структурой, которая при самом небольшом изменении внешней среды не может правильно функционировать. Неспособность системы эффективно функционировать приводит к необходимости замены старой технологической системы другой, более совершенной.
Рис.4.5. Зависимость числа неопределённых коэффициентов от количества ограничений. N – число переменных, M – число наложенных связей.