Типы и математический аппарат алгоритмов управления, В составе
математического обеспечения АСУТП большое место занимают алгоритмы и
программы, связанные с непосредственным управлением объектом. Используемый
при этом математический аппарат существенно зависит от класса АСУТП. Для
систем логико-программного управления он в основном ограничивается логико-
арифметическими и алгебраическими операциями; в системах оптимального
управления технологическими процессами и комплексных системах управления
используется практически весь аппарат прикладной математики.
Среди алгоритмов первичной обработки информации, получаемой с датчиков
технологического процесса, как типовую часть следует выделить алгоритмы
реализации программных фильтров. Среди них наиболее распространены
статистические программные фильтры для линейно статических и динамических
объектов с гауссовским шумом.
Благодаря наличию алгоритмов блока анализатора входа в системе управления
осуществляется статистический анализ стационарной и нестационарных частей
сигнала. При этом используются в основном методы корреляционного анализа.
В алгоритмах реализации модели процесса, как правило, выделяются
программные блоки реализации отдельно детерминированной и стохастической
частей модели. При построении математических моделей используются основные
разделы прикладной математики, причем наиболее широко – корреляционный и
регрессионный анализ и методы математического планирования эксперимента.
На основании результатов реализации алгоритмов блока перспективы в системе
управления формируется план управления технологическим процессом. Алгоритмы
блока перспективы подразделяются на две группы: алгоритмы, на основании
которых вырабатывается прогноз поведения управляемого объекта; алгоритмы,
реализующие оптимальный регламент ведения процесса управления.
Основным результатом реализации алгоритмов оценки состояния системы
технологический процесс – АСУТП является определение совместимости
прогнозируемого состояния технологического процесса и оптимального регламента
его ведения. Математический аппарат, на котором базируются алгоритмы
получения обобщенной оценки состояния системы технологический процесс –
АСУТП, как правило, ограничивается логико-арифметическими операциями.
Алгоритмы выработки управляющих воздействий обеспечивают формирование
процесса оптимального управления, выработку управляющих команд,
преобразование их в сигналы управления и выдачу их в определенной временной
последовательности. Математический аппарат, на котором базируются алгоритмы
выработки управляющих воздействий, может включать в себя методы
динамического программирования и вариационного исчисления или ограничиваться
логико-арифметическими операциями.
Алгоритмы блока самообучения предназначены для ведения программы
эксперимента, анализа полученных результатов и определения соответствующих
параметров математической модели технологического процесса. Для реализации
алгоритмов ведения эксперимента применяются логико-арифметические операции;
для алгоритмов анализа результатов эксперимента – корреляционный анализ,
математический аппарат методов оценки состояния (методы наименьших квадратов,
48