Общий подход к задаче управления

В данном разделе предлагается простой способ вывода необходимых условий оптимальности первого и второго порядков для общих дискретных задач управления циклическими адсорбционными процессами. Он основан на известных результатах нелинейного программирования и в отличие от традиционных подходов [62] предъявляет минимальные требования гладкости к данным задачи оптимизации. Доказательство принципа максимума, как и необходимых условий оптимальности второго порядка, проводится по одной схеме [63, 72] по части ограничений задачи строится варьированное семейство, содержащее исследуемый допустимый процесс по остальным ограничениям формируется вспомогательная задача нелинейного программирования с известным решением для данного решения записываются и потом расшифровываются локальные условия экстремума первого или второго порядка и затем устанавливается существование универсальных множителей Лагранжа, не зависящих от способа построения варьированного семейства. [c.185]

Изложенные в предыдущих разделах термодинамические и молекулярно-кинетические представления о природе адгезионных явлений создают основу для разработки общих подходов к управлению процессами образования адгезионных соединений. Такая задача относится к физико-химическим проблемам, и по сравнению с ранее рассмотренными она в значительно большей мере имеет непосредственный выход в практику и требует для своей проверки привлечения результатов в основном технологических исследований. По сути, заключительный раздел должен служить связующим звеном между фундаментальными и прикладными проблемами адгезии полимеров. Конечно, здесь имеются серьезные трудности. Так, обширность (а, зачастую, и противоречивость) материала, касающегося даже одного из проявлений адгезии - склеивания, не позволяет в настоящее время предложить однозначной интерпретации каждому наблюдаемому факту. Поэтому изложение технологических закономерностей склеивания в терминах физической химии адгезии затруднено. И все же анализ будет односторонним, если не попытаться конкретизировать теоретические выводы применительно к регулированию адгезионной способности полимеров. [c.165]

Согласно общему подходу к решению задачи методом динамического программирования определение оптимальных управлений начинается с последней стадии процесса. Рекуррентное соотношение (VI,33), записанное для последней стадии с учетом условия (VI,35), имеет вид [c.255]

Общий подход к задаче управления [c.183]

Общий подход при выборе корректирующего устройства вытекает из поставленной задачи снизить колебательность, т. е. увеличить запас устойчивости следящего привода при сохранении допустимой скоростной ошибки слежения. Дополнительная отрицательная обратная связь не должна реагировать на установившуюся скорость следящего привода. Ее отрицательный сигнал должен быть пропорционален второй производной от перемещения выходного звена, т. е. его ускорению. Только в этом случае можно решить поставленную задачу. Методику проектировочного расчета и выбора основных параметров корректирующих устройств рассмотрим на примерах следящих приводов с механическим, гидравлическим и электрическим управлением. При этом для сравнения каждый следящий привод снабжен своим корректирующим устройством и использованы различные методы анализа эффективности этих устройств. [c.248]

Остановимся теперь кратко на общей характеристике метода. Основное достоинство его заключается в том, что в схемах с рециклами не приходится прибегать к трудоемким итерационным процедурам для сведения материальных и тепловых балансов это очень важно при проведении оптимизации схемы. Однако метод страдает серьезным недостатком — но существу он не универсален. Каждая задача требует изобретательности и практически своего подхода в выборе новых управлений, что конечно снижает эффективность метода. Таким образом, в качестве общего подхода его рекомендовать нельзя, хотя он и может оказаться эффективным при решении конкретных задач. [c.297]

Системный подход к управлению предполагает рассмотрение объекта управления как целостную динамическую систему, состоящую из взаимосвязанных и взаимодействующих друг с другом элементов (для отрасли такими элементами являются предприятия и отраслевые проектные и научно-исследовательские институты). Каждый элемент обладает собственными экономическими интересами, но они в любом случае должны быть подчинены общим целям и задачам отрасли. [c.116]

Книга Т. Вильямса представляет собой общее и относительно популярное введение в эту новую методологию. Примененный автором термин системотехника следует рассматривать как понятие, подчеркивающее основную особенность такой методологии — логически стройный подход к решению задачи разработки реального химико-технологического процесса. Этот подход базируется на анализе всего комплекса физических, химических и экономических явлений, характеризующих этот процесс, и на использовании аналоговых и цифровых вычисли тельных машин и методов теории автоматического управления. Принятый в отечественной литературе термин математическое моделирование более строг и, вероятно, более удачен по своему содержанию, однако он не охватывает всех сторон указанной проблемы. [c.7]

Развитие и внедрение системного анализа как современного подхода к решению задач химической технологии, большое число математических моделей и совершенствование средств вычислительной техники обусловили становление качественно нового направления в использовании вычислительных средств и метода математического моделирования. Это направление заключается в создании прикладных операционных систем (систем моделирования и оптимизации, систем управления, САПР и т. д.) как совокупности взаимодействующих элементов, объединенных единством цели или общими целенаправленными правилами взаимоотношений [35]. [c.147]

По существу, выделенные этапы синтеза технологической схемы составляют иерархию принятия решений и являются следствием применения принципов системного подхода. Не все из этапов поддаются строгой математической формализации, вследствие чего решение проблемы синтеза наиболее целесообразно вести в режиме активного диалога с возможной коррекцией каждого этана. Декомпозиция же проблемы не только упрощает общую задачу и существенно снижает требования к вычислительной технике по объему памяти и быстродействию, но и позволяет выделить в рамках синтеза технологической схемы производства отдельные подзадачи, а именно синтез схем химического превращения, синтез схем выделения продуктов, синтез схем теплообмена, синтез систем управления. [c.436]

Основная цель системного подхода — раскрытие реального механизма функционирования рассматриваемой циклической адсорбционной системы с учетом ее управления для облегчения адаптации к изменяющимся внешним условиям. Анализ циклических адсорбционно-десорбционных процессов показывает, что современные установки могут служить объектом системного анализа. Во-первых, адсорбционно-десорбционный процесс — это сложная система, которая, с одной стороны, является составной частью более общей химико-технологической системы, определяющей цели и ограничения режимов функционирования с другой стороны, адсорбционно-десорбционная установка представляет собой сложную совокупность процессов в системе периодически повторяющихся в определенной последовательности взаимосвязанных явлений. Во-вторых, задачи оптимизации адсорбционной установки совпадают с целью системного анализа — выбрать наилучшие пути приспособления исследуемой системы к постоянно меняющимся и не вполне определенным условиям. Таким образом, подтверждается принципиальная возможность и необходимость системного подхода к решению задачи оптимизации адсорбционных установок. [c.8]

На качественном этапе системного анализа при решении научных и инженерно-технических задач, направленных на совершенствование, проектирование и управление процессов химической технологии, требуется учитывать различного вида неопределенности. Довольно часто неопределенности обусловлены уровнем знаний (в рамках решаемой задачи) об изучаемой технологической системе. Выделяют общий уровень знаний и знания одного или группы специалистов. Неопределенности могут возникать и но другим причинам. К ним относятся большие погрешности измерений, что рассмотрено при решении задачи но оценке запасов газа в месторождении. Использование качественной информации при экстраполяции функции тепловых потоков в стекловаренной печи обусловлено отсутствием количественных экспериментальных данных в недоступной для измерений области. В процессах получения полиэтилена методом высокого давления и ректификации из-за сложности описания взаимосвязей между параметрами применен подход нечетких множеств. Привлечение качественной информации при синтезе нечетких регуляторов определяется желанием использовать неформализованные знания и опыт оператора. Неопределенности могут являться причиной нечеткости задания целей иссле- [c.352]

В главе III мы дали характеристику различных задач планирования и управления ХТС. При решении каждой задачи используется отдельная модель, но, имея в виду необходимость единого подхода к описанию производства, следует говорить о постановке обш ей задачи планирования и управления ХТС и соответственно об общей математической модели, по которой будут получены частные модели для решения задач на разных стадиях планирования. [c.110]

Этот путь дает возможность формализовать модель блока полунепрерывного типа в общей модели планирования и управления ХТС, однако трудности, связанные с нелинейностью условий (У.13) и с размерностью модели, оказываются непреодолимыми при решении общей задачи. Следует лишь заметить, что для очень небольших ХТС можно попытаться применить подход, рекомендованный в работе [56], при котором используется процедура динамического программирования. [c.122]

Таким образом, при различных подходах к построению элементарной модели область определения переменных будет определяться также по-разному, причем часто довольно сложным образом. Поэтому при постановке общей задачи планирования и управления ХТС мы будем, аналогично обобщенной элементарной модели вида (V.16), пользоваться обобщенной формой записи области определения переменных, конкретизируя ее по мере необходимости. Такая обобщенная запись, выраженная через состояние блока в момент времени t, имеет вид [c.130]

Наконец, формулировка и анализ общей задачи обеспечивают обоснованное выделение и корректную постановку частных задач планирования и управления ХТС. Такое выделение частных задач основывается на декомпозиционном подходе к анализу и решению общей задачи планирования и управления. [c.146]

Такой подход дает возможность получить более общие закономерности, на основании которых возможно будет вести построение математических моделей процессов для решения задач автоматического управления. [c.30]

В принципе пригодны оба подхода. Первый подход может быть использован применительно к задаче общего планирования. Второй подход более пригоден для действительного управления химическим комплексом. [c.71]

На протяжении этой работы мы будем считать теоретико-игровой подход к изучению социально-экономических процессов разновидностью математического программирования, так как в дальнейшем для нас будет существенным не различие между чистой оптимизацией и игровой оптимизацией, а то общее, чем оба эти подхода обладают так же как решение оптимизационной задачи дает возможность определить управления процессом (а значит, и его течение на рассматриваемом промежутке времени), решение игровой задачи дает возможность определить управления (оптимальные стратегии) всех лиц, участвующих в управлении процессом. [c.6]

Построение таких систем целесообразно вести на основе адаптивного подхода. Общий принцип адаптивных систем базируется на том, что одновременно в системе управления решаются задачи получения модели объекта (идентификации) и управления. Эти системы обладают значительной степенью универсальности в том смысле, что они основаны на одних и тех же принципах идентификации и прямого цифрового управления, имеют практически одинаковое математическое обеспечение, и специфика объекта учитывается только составом средств получения информации от объекта и согласующими устройствами. Эта универсальность является важной предпосылкой для серийного производства таких систем. [c.202]

Метод принципа максимума для сложвцх процессов значительно экономнее метода динамического программирования. На основе данного метода удается создать общий подход к решет нию задач оптимизации стационарных и нестационарных каталитических процессов. Этот метод заключается в решении краевой задачи для системы обыкновенных дифференциальных уравнений и определении оптимального управления на каждом шаге интегрирования исходя из условия максимума некоторой функции Решение состоит в выборе некоторых начальных условий и их дальнейшего уточнения для нахождения оптимального режима. Указанная процедура позволяет разработать эффективный численный метод решения краевых задач. [c.495]

Применение системного подхода в управлении привело к новому пониманию задач, стоящих перед управлением достижение общих целей организации возможно лишь в случае, если рассматривать ее как единую систему, стремясь для этого понять и оценить взаинюдействие всех ее частей и объединить их на такой основе, которая позволит организации в целом эффективно добиться ее целей. [c.111]

Общий подход к рещению задач оптимального управления при неполной информации дает теория статистических решений. Применение методов этой теории к проблемам синтеза замкнутых оптимальных систем управления позволило А. А. Фельдба-уму сформулировать принцип дуального управления, из которого следует, что в таких системах оптимальный алгоритм управления должен одновременно выполнять функции изучения объекта и управления им [21]. [c.184]

Ускорение научно-технического прогресса, осуществляемое в свете решений XXVII съезда КПСС, связано со всеми сферами человеческой деятельности и требует интенсивного развития исследований разнообразных процессов для разработки совершенных способов управления ими. В задачах управления процессами находят широкое применение методы, в которых используется понятие системы. Известно довольно много определений данного понятия, зависящих от того, где и в каком виде применяется системный подход к рассмотрению тех или иных явлений. Достаточно общим можно считать следующее определение. [c.5]

Тш не менее, общая постановка задачи згправления НХК нухна преаде всего дая разработки единого подхода к комплексу взаимосвязанных проблем управления НХК. [c.6]

Главное назначение подсистемы управления основным производством заключается в выработке оптимальных оперативно-нален-дарных планов производства и реализации этих планов посредством управляющих воздействий, прилагаемых к технологическим установкам. Планирование разных химических производств имеет больше общих черт, чем управление установками разных типов последнее имеет существенные особенности в каждом отдельном случае. Сходство в планировании основного производства предприятий химической промышленности позволяет применить общий подход к решению этой задачи в рамках АСУП. Такой общий подход к оперативнокалендарному планированию основного производства и является предметом данной книги. [c.7]

Методология Alfargus/OptimFlow базируется на комплексном применении гибридных методов, объединяющих достоинства и компенсирующих недостатки общих подходов нелинейного и динамического программирования, а также на постановке и решении математических задач оптимального управления. Ее описание представлено в Г лаве 2 (см. также [1, 2, 5, 6, 30, 59, 60]). [c.53]

В настоящее время нет общего метода решения задач циклической оптимизации. Все используемые алгоритмы основаны на классических понятиях вариации функционала и модифицированного принципа максимума. Наиболее общим и обоснованным является градиентный метод, основанный на вариационном исчислении. Суть этого метода была изложена еще в работе [7]. Задается фиксированная продолжательность периода с и определяется (численно) соответствующее ему оптимальное управление, затем задается другое значение периода и определяется соответствующее ему другое оптимальное управление. После этого сравнивают значения целевых функционалов и с помощью направленного поиска определяются значение оптимального периода. Конечно, такой подход требует больших затрат машинного времени. В работе [72] разработан другой численный алгоритм. Здесь не использовались условия цикличности. Оптимальное управление определялось на достаточно большом отрезке времени с произвольными начальными условиями. [c.292]

Для определения можно использовать прием линеаризации [92, с. 49]. Применяя правила дифференцирования сложных и неявных функций, легко получить формулы для определения производных функции (IV, 143) по переменным и [92, с. 49]. Для решения задачи (IV, 144), (IV, 145) используется метод сопряженных градиентов, модифицированный для учета ограничений (IV, 145) (МОПГ) он был предложен в 1968 г. и является обобщением метода приведенного градиента, разработанного Вольфом [93] для решения задачи (IV, 1), (IV, 3), (IV, 141) с линейными ограничениями (IV. 3), на случай нелинейных ограничений (IV, 3). Вместе с тем следует отметить, что при решении задач оптимизации в химической технологии этот подход введения зависимых и независимых переменных для исключения ограничений типа равенства фактически использовался уже в начале 60-х годов. Причем в качестве зависимых переменных обычно выбирались переменные состояния, в качестве независимых — управления [94], а в качестве ограничений типа равенств выступали математические модели блоков и уравнения связи. На основе этого подхода был дан способ вычисления градиента функции (IV, 143) для ряда типовых схем [95, 96]. Имеется также более удобный способ вычисления производных функций (IV, 143) для общего случая [97]. В чистом виде МОПГ эквивалентен задаче 2 оптимизации ХТС [см. соотношение (1.71), (1.72)]. либо задаче 1 [см. соотношения (1, 64)—(I, 66)], когда ограничения (I. 10) отсутствуют, [c.157]

Термины оптимизация и оптимальным ассоциируются с экономико-математическими методами (ЭММ) п ЭВМ, т. е. с метоламн и средствами, способствующими наиболее )ффективмому решению задач иланирования и упраплеиия. Вместе с тем и в действующей практике, основанной на традиционных методах, руководитель любого уровня управления на предприятии также заинтересован в оптимальном решении вопроса по увеличению выпуска продукции, снижению затрат на производство, использованию капиталовложений и т. д. Но он пытается этого достичь, пользуясь в основном установившимися принципами общих закономерностей и далеко не совершенными вычислительными средствами. При этом во многих случаях также рассматривается ряд вариантов, хотя и ограниченный, что обусловливается реальными организационными н техническими возможностями. Тем не менее в отдельных случаях не исключено совпадение результатов решения, полученных с использованием ЭММ и ЭВМ и на основе традиционного подхода. [c.377]

В заключение важно отметить, что в подходах к проблеме химической эволюции у И. Р. Пригожина и А. П. Руденко есть много общего. Общим является отрицание актуалистических теорий и противопоставление им эмпирически обоснованных теорий, решающих вопрос о возникновении порядка из хаоса, о саморазвитии открытых химических систем. Общим является также привлечение в качестве отправного пункта неравновесной термодинамики, статистических, кинетических и информационных принципов, или методов, исследования. Различие же состоит главным образом в разных самоорганизующихся объектах и разных целях исследования. У Пригожина такими объектами являются макросистемы, а основная цель исследования — доказательство принципиальной возможности самоорганизации. Концепция Пригожина не описывает химическую эволюцию с естественным отбором. Руденко, напротив, исследует самоорганизацию микросистем, преследуя цель реконструкции всего хода химической эволюции через естественный отбор вплоть до выяснения механизма ее тупиковых форм и биогенеза. В этом смысле можно сказать, что теория Руденко предметнее отражает проблемы эволюционной химии как самостоятельной концептуальной системы. Эта теория может уже сегодня решать практические задачи освоения каталитического опыта живой природы и управления химическими процессами, относящимися к нестационарной технологии. Перед учением Пригожина такого рода задач сегодня поставить нельзя. Однако если говорить [c.216]

Задачи динамики гидро- и пневмосистем состоят в математическом описании процессов в этих системах, исследовании устойчивости и качества регулирования систем, синтезе корректирующих устройств, обеспечивающих оптимальные или заданные характеристики систем. Приведенные задачи являются общими для любых систем автоматического управления и регулирования, но в динамике гидро- и пневмосистем имеются особенности, обусловленные взаимодействием гидравлических и пневматических элементов, а также наличием движения рабочей среды (жидкости или газа) по трубопроводам, щелям и каналам с местными сопротивлениями. Кроме процессов, возникающих при выполнении системами запланированных операций в гидро- и пневмосистемах, имеют место колебания давлений, расходов, отдельных деталей вследствие сжимаемости рабочей среды, воздействия рабочей среды на регулирующие устройства, утечек по зазорам и других причин. Сочетание всех этих явлений приводит к сложным нестационарным гидромеханическим процессам, которые необходимо учитывать при проектироБании и создании гидро- или пневмосистем. Следует напомнить о том, что понятия система , гидро-или пневмосистема относятся не только к комплексам взаимосвязанных устройств, но могут быть применены и к устройствам, представляющим собой соединения более простых элементов. Именно с позиций такого системного подхода рассматриваются ниже гидро- и пневмосистемы, в число которых включены гидромеханические и пневмомеханические приводы с дроссельным регулированием, электрогидравлические и электропневматические следящие приводы с дроссельным регулированием, гидроприводы с объемным регулированием, гидро- и пневмосистемы с автоматическими регуляторами. [c.238]

Подобный подход, ориентированный на гидравлические системы в целом, и построение общей для них теории обеспечивают единый язык для постановки задач и достаточно строгук базу для применения современных достижений смежных математических и других дисциплин обоснованную классификацию задач, а также дифференциацию методов их решения в зависимости от целей исследования, типа системы, параметров используемой ЭВМ, качества и количества исходных данных комплексное решение вопросов математического и алгоритмического обеспечения оптимального проектирования и управления этими системами. [c.11]

Чтобы избежать этих трудностей, в [18] предложен также двухуровневый подход к решению указанной задачи. На первом уровне фиксируются структурные переменные (связи в схеме) и минимизируется целевая функция по непрерывным переменным - управлениям. Задача второго уровня заключается в минимизации нелинейной функции двоичных переменных. Однако в общем случае решение задач синтеза оптимальных ХТС с использованием двухуровневого подхода затруднительно ввиду отсутствия достаточно эффективных алгоритмов решения задач второго уройня при большом числе структурных переменных. [c.109]

Общий принцип поэтапной детализации решений по управлению крупномасштабными ВХС обусловливает использование различных методологических подходов к формализации возникающих задач. Если на верхнем уровне принятия решений проводится выбор приемлемых стратегических вариантов, то на нижних уровнях часто можно ограничиться уточнением найденных параметров или проверить какие-то более тонкие характеристики режимов функционирования системы в целом и ее частей. Однако следует отметить, что любые результаты по выбору параметров и режимов функционирования крупных ВХС подвергаются осмыслению и детальному анализу со стороны ЛПР, которое может вообще отказаться от решений, рекомендуемых в рамках той или иной математической модели, а осуществить свой выбор, руководствуясь соображениями, принципиально не учитываемыми в модели в силу своей неформализуемости. [c.24]

Постановка общей задачи планирования и управления ХТС преследует следующие цели. Прежде всего она позволяет разработать и применить единый подход к комплексу взаимосвязанных проблем планирования и управления ХТС. Такой единый подход обеспечивает выделение всех основных управляющих переменных, влияющих на выработку продукции и эффективность производства, и определение их взаимосвязей независимо от методов планирования и управления на конкретном предприятии. Единый, комплексный подход и формальная постановка общей задачи планирования и управления ХТС позволяют перейти от решения отдельных задач планирования к созданию подсистемы управления основной производственной деятельностью в рамках интегрированной системы управления предприятием. Некоторые вопросы построения такой подсистемы обсу-. ждаются в главе IX. [c.146]

Каждое предприятие, цех или участок производства имеют свои особенности, обусловленные характером и техническим уровнем средств производства, спецификой продукции, организации производства, организации труда. Все это требует не только использования общих закономерностей, но и применения индивидуального подхода к решению отдельных задач, проявления гибкости и маневренности в процессе управления. Принцип научности означает использование с помощью научного управления неограняченных возможностей и преимуществ социалистического строя. [c.17]