ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

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.