Самоорганизация диссипативных

Вторая задача —• это синтез алгоритмов адаптивной настройки (самонастройки) параметров законов управления, полученных в результате решения первой задачи. Методы синтеза алгоритмов самонастройки, представляющие основной интерес для адаптивного управления РТК, излагаются в следующем параграфе.

3) адаптатор — модуль самонастройки параметров закона управления.

Из этого соотношения следует, что если ПД хр (t) рассчитано исходя из состояния РТК в начальный момент времени, т. е. е (t0) = О, то время переходного процесса обращается в нуль. Это означает, что целевое условие (3.16), требующее е-близости реального и программного движений РТК, будет выполнено с самого начала. Такой результат при наличии производственных возмущений и неопределенностей достигается за счет адаптивной настройки (самонастройки) параметров закона управления (3.27) с помощью конечных алгоритмов адаптации вида (3.15).

Эти модули программно реализуют- на языках PL/I и ФОРТРАН различные (в том числе и рассмотренные выше) алгоритмы построения ПД, синтеза управляющих воздействий, оценки качества переходных процессов, самонастройки параметров закона управления и идентификации параметров или состояний двигательной системы робота.

законы ПИД-регулирования и алгоритмы самонастройки параметров регулятора [95]. Главным преимуществом такого микропроцессорного регулятора по сравнению с обычным аналоговым регулятором является возможность автоматического выбора структуры и настройки параметров любого закона управления из заданного множества программно-реализованных алгоритмов, тогда как в аналоговом регуляторе алгоритм управления реализуется аппаратно и поэтому не может быть изменен.

возможность адаптации (за счет самоорганизации структуры и самонастройки параметров управляющих программ);

Адаптация системы управления робота реализуется в многошаговом процессе принятия решений путем самонастройки параметров стабилизирующего закона программного управления с учетом управляющих и возмущающих воздействий. Тем самым управляющие воздействия используются не только для осуществления желаемой траектории движения, но и для более точного определения характеристик робота и конкретных условий его функционирования.

Для решения сформулированной задачи воспользуемся методом адаптивного программного управления, изложенным в гл. 3. Согласно этому методу задача решается в три этапа. Сначала строится стабилизирующий закон управления, обеспечивающий асимптотическую устойчивость программной траектории в предположении, что параметры робота и груза известны. Затем на основе этого неадаптивного закона управления конструируются вспомогательные устиматорные неравенства относительно параметров закона управления, из выполнения которых непосредственно следует выполнение целевых неравенств (5.9). На третьем этапе синтезируются алгоритмы решения этих вспомогательных неравенств, трактуемые как алгоритмы адаптивной настройки (самонастройки) параметров системы управления. При этом важно, чтобы алгоритмы самонастройки обладали свойством конечной сходимости. Кроме того, желательно, чтобы они были оптимальными в смысле некоторого разумно выбранного и строго сформулированного критерия качества адаптации. Поэтому в дальнейшем изложении особое внимание будет уделено синтезу оптимальных

Однако воспользоваться этим законом позиционирования нельзя, так как параметры не только неизвестны, но и могут непредсказуемым образом меняться. Поэтому на втором этапе дополним закон управления (5.20) алгоритмом самонастройки параметров вида

Следует, однако, иметь ввиду, что без самонастройки параметров регулятора обеспечить наперед заданный характер переходных процессов в этих условиях, вообще говоря, не удается. В то же время параметрические возмущения практически неизбежны. Они обусловлены тем, что точные значения параметров робота и груза могут отличаться от паспортных данных и обычно неизвестны. Более того, они могут дрейфовать в процессе эксплуатации робота непредсказуемым образом. Поэтому возникает необходимость дополнить синтезированный регулятор средствами адаптации (самонастройки).

метрической адаптации к линии сварки и для самонастройки параметров контурного управления с целью обеспечения заданного качества отработки программы движения.

Таким образом, самоорганизация диссипативных структур вблизи неравновесного фазового перехода позволяет создать новую структуру, которая становится устойчивой после перехода через кризис, но при другом контролирующем механизме диссипации энергии.

Принято, что движущей силой самоорганизация диссипативных структур является стремление открытых систем при нестационарных, далеких от термодинамического равновесия процессах, к которым относится и свярка, к снижению производства энтропии.

1.8. Самоорганизация диссипативных структур

ня. До этого уровня сохраняется стационарное состояние, при котором перенос тепла снизу вверх контролируется только теплопроводностью, т.е. отсутствует конвекция. Достижению точки бифуркации, в которой происходит самоорганизация диссипативных структур в виде ячеек Бена-ра, отвечает появление новогв механизма переноса тепла, обусловленного образованием конвективных потоков. При этом жидкость спонтанно разделяется на гексагональные ячейки, напоминающие соты, в результате кооперативного движения ее молекул при достижении критического градиента температур. Общий поток энтропии через жидкость определяется выражением

Деформируемое твердое тело является самоорганизующейся системой, в процессе эволюции которой происходит (так же как и в других синергетических системах) самоорганизация диссипативных структур со спонтанной их перестройкой вблизи точек бифуркаций. Эти перестройки можно рассматривать как последовательность кинетических переходов, при которой случайность, неравновесность и необратимость являются источниками порядка в системе.

Самоорганизация диссипативных структур происходит на границе перехода от ламинарного течения процесса к турбулентному. В этих условиях возникают ветвления поверхности порошковых частиц при быстром затвердевании или поверхности — при лазерной обработке.

Таким образом, дискретность пластической деформации, проявляющаяся на микроуровне, обусловлена развитием процессов самоорганизации на мезоскопическом уровне. Характерным примером является феномен шейкообразования при деформации пластичных металлов и сплавов — пластическая нестабильность й-типа. На мезоуровне процессы, предопределяющие шейкообразование, связаны с включением доминантных ротационных мод деформации. Локализация деформации носит многоуровневый характер на микро-, мезо- и макроуровнях. При этом самоорганизация диссипативных структур контролируется не только коллективным взаимодействием дефектов, но и изменением вида напряженного состояния в зоне концентрации процессов диссипации энергии.

С позиций синергетики самоорганизация диссипативных структур, как уже отмечалось, связана с достижением точек бифуркаций, переход через которые приводит к самоорганизации структуры, обеспечивающей упорядочение более высокого ранга. Отсюда можно сделать вывод, что оптимизация конструкций промежуточных разливных устройств и режимов разливки стали непосредственно связана с обеспечением условий для формирования потока жидкости при режимах, отвечающих переходу от ламинарного течения к турбулентному. Числовые значения технологических параметров могут быть получены на базе диаграмм трехмерного течения расплава, разработанных в [341].

Самоорганизация диссипативных структур сопровождается спонтанным нарушением симметрии исходного состояния. С другой стороны, увеличение неравновесности приводит к чередованиям неравновесностей, связанным с чередованием действия отрицательных и положительных обратных связей. В точках бифуркаций происходит снижение степени неравновесности в результате действия положительных обратных связей, затем степень неравновесности с течением времени снова увеличивается и т.д. вплоть до разрушения системы [9]. Поэтому при анализе неравновесных систем следует рассматривать не временную эволюцию, а последовательности стационарных неравновесных состояний.

Таким образом, эволюция структуры деформируемого металла включает переходы организация-самоорганизация-организация. Традиционно внимание исследователей было связано с изучением организации структур без учета наличия точек бифуркаций, вблизи которых происходит самоорганизация диссипативных структур и смена лидирующего дефекта-организатора. Изучение процессов организации структур при деформации хотя и является очень важным, но не несет полной информации об эволюции деформируемого тела в целом. Высокая информативность параметров, контролирующих точки бифуркаций, в силу их инвариантности к внешним условиям дает максимальную информацию о контролирующих механизмах деформации и свойствах той среды, в которой происходит самоорганизация диссипативных структур.

Принципиальное отличие поведения неравновесных систем от равновесных связано с эффектом самоорганизации диссипативных структур в точках ее неустойчивости, что обеспечивает минимизацию энтропии в неравновесной системе. Это означает, что в основе процесса стеклования жидкости лежит самоорганизация диссипативных структур, контролируемая принципом минимума производства энтропии. Это обусловливает реализацию принципа подчинения в точке фазового перехода жидкость — кристалл и взаимосвязь параметров, контролирующих переход системы через неустойчивое состояние.

Рекомендуем ознакомиться:

Самолетов автомобилей

Свинчиваемость резьбовых

Свинцовую проволоку

Свойствах отдельных

Сепараторов подшипников

Свойствами компонентов

Свойствами необходимо

Свойствами отличаются

Свойствами полимеров

Свойствами применяемых

Свойствами прочность

Свойствами указанными

Меню:

Главная страница Термины