34. Сформулируйте постановку задачи координации подсистем в сложной системе управления. Какие существуют принципы координации.

При автоматизации сложных объектов, например технологических комплексов, задача оптимизации производства формулируется как задача верхнего уровня управления. Эта задача решается относительно ограниченного количества переменных состояния, наблюдения и управления, т.е. лишь тех, которые существенно влияют на ход и показатели производства. В этом случае большинство технологических переменных поддерживаются на заданном или оптимальном уровне системами автоматизации подсистем, выделенных по определенным признакам в технологическом комплексе. Для построения структуры системы управления используются методы декомпозиции, которая разрешает распределить прикладные функции между уровнями («по вертикалу») и между подсистемами («по горизонтали»).

Процесс функционирования ТК и системы управления им дает возможность утверждать, что в общем случае возникает задача координации работы управляемых подсистем, и только в этом случае можно обеспечить наилучшие технико-экономические показатели функционирования автоматизированных ТК. Решением задачи координации является определение взаимодействия подсистем, при которых управление каждой из подсистем будет оптимальным по общему критерию для ТК в целом. Координация является специфической задачей иерархической системы управления и на сегодня использует ряд принципов, на которых основанные итеративные и безитеративные процедуры решения поставленной задачи. Основными являются принципы координации:

• прогнозирование взаимодействий, когда координация осуществляется путем задания переменных взаимодействия координируемых подсистем (это отвечает промежуточным задачам);

• согласование взаимодействий, которое предусматривает модификацию локальных функций цели с помощью параметров, которые задаются координатором (это отвечает промежуточным целям);

• оценки взаимодействий, которые можно рассматривать как обобщение принципа прогнозирования взаимодействий на случай, когда в подзадачах нижнего уровня координатором задаются области допустимых значений переменных взаимодействия подсистем.

35. В чем состоят условия совместимости подзадач в иерархической системе.

Условия совместимости подзадач иерархической системы управления ТК включают такие основные положения:

• подзадачи нижнего уровня, т.е. подзадачи управления подсистемами, должны быть корректными;

• алгоритм решения задачи координации обеспечивает поиск таких действий координации, при которых решение подзадач нижнего уровня отвечает экстремуму (в общем случае локальному) общего показателя эффективности ТК;

• алгоритмы решения подзадач нижнего уровня и подзадачи координации должны быть устойчивыми по отношению к вычислительным погрешностям.

36. Охарактеризуйте итерационный алгоритм координации в ССУ.

В задачах координации подсистем ТК используются итерационные алгоритмы. При технической реализации алгоритмов используются такие процедуры:

• Решение задачи координации должно гарантировать решение общей задачи управления ТК в результате решения подзадач нижнего уровня, поэтому процедуры координации необходимо определять, исходя из общей цели и показателей эффективности работы ТК в целом.

• Для формирования процедур координации необходимо иметь адекватные математические модели подсистем или использовать процедуры их идентификации в условиях существующих возмущений.

• Задача управления ТК в целом является сложной, и даже при условиях использования современных ЭВМ и вычислительных сетей, часто целесообразно получать частичные решения в условиях дефицита машинного времени. Это может быть промежуточная итерация, решение на которой обеспечивает существенное повышение эффективности работы ТК. При этих условиях в любой точке допустимой области значений переменных необходимо определить оценки переменных взаимодействия подсистем в направлении наибольшего роста показателя эффективности ТК.