多層遞階控制結構

大系統按控制的功能及決策的性質劃分的一種層次結構。多層遞階控制結構主要用於解決複雜的決策問題。

簡介

大系統按控制的功能及決策的性質劃分的一種層次結構。多層遞階控制結構主要用於解決複雜的決策問題。

詳細介紹

大系統處於不確定的環境中，在決策時為了克服不確定性的影響，需要較長時間積累資料和經驗,但是決策的制定和執行卻要求及時而迅速,否則控制就不能適應環境變化。為了解決這種矛盾可採用多層控制結構。多層控制結構就是將複雜決策問題分解為子決策問題的序列。每個子決策問題有一個解，就是該決策單元的輸出，同時也是下一決策單元的輸入。根據這個輸入，再確定下一決策單元中的參數，從而確定下一決策單元的輸出。如此一層一層下去，形成決策層的遞階（見圖）。 第Ⅰ層是直接控制層，包括各種調節器和控制裝置，具有一般控制系統的功能。它執行來自第Ⅱ層的決策命令，直接對被控過程或對象發出控制作用u,使過程的輸出y在T1期間內達到期望目標值yd，克服快擾動V1的影響。第Ⅱ層是最最佳化層。在決定這一層的數學模型時，只考慮對性能指標影響最嚴重的特定擾動V2，但數學模型的參數仍由第Ⅲ層供給的環境參數θ來確定。此層在T2≥T1期間內,根據確定了的數學模型計算出yd值,供給第Ⅰ層作為最優控制參數的設定值，實現動態最最佳化，克服較快擾動的影響。這一層因為能作出最優性能的決策，所以功能水平高於第Ⅰ層。第Ⅲ層是自適應層，它能根據環境條件的變化，經過較長時間T2積累資料，最終確定一組新的環境參數值θ，供給最最佳化層，供修正其目標函式、約束條件和數學模型的參數用。這一層具有適應不確定的環境變化的能力，適應較慢擾動變化，保持系統最優運行狀態，所以功能水平更高。如果還需要根據大系統的總任務、總目標考慮結構的功能來決定最優策略，以調整各層工作，克服慢擾動的影響，則增加第Ⅳ層，即自組織層。一般可根據大系統控制的功能和決策的性質確定決策層次。

多層遞階控制結構