Что такое адаптивные системы управления?

Адаптивные системы управления могут в реальном времени приспосабливаться к изменяющимся параметрам. Типичный пример можно увидеть со светофорами. Исторически, светофоры работали на фиксированных таймерах, запрограммированных должностными лицами, которые использовали исследования схем движения для определения оптимального времени. Это создало узкие места и другие проблемы, поскольку трафик менялся с течением времени. Когда на светофоре используется адаптивное управление, компьютер отслеживает трафик в режиме реального времени и определяет время включения огней, чтобы обеспечить оптимальное движение транспорта.

Такие системы широко применяются в управлении различными процессами, в которых параметры могут изменяться, иногда непредсказуемым образом. Например, летательный аппарат может использовать адаптивные системы управления как часть программы автопилота, чтобы приспособиться как к предсказуемым переменным, таким как уменьшение веса, когда самолет сжигает топливо, так и к неожиданным событиям, таким как турбулентность. Производственные процессы могут также включать в себя изменение параметров на производственном цехе, а также системы управления, используемые для научных экспериментов и исследований.

Это отличается от фиксированной системы управления, где программист должен быть осведомлен о системе и возможных параметрах. Программисты должны прогнозировать множество возможных результатов и структурировать их в программу, чтобы она могла реагировать. В отличие от адаптивных систем управления не нужно программировать с инструкциями для различных ситуаций, потому что они могут читать и реагировать на них независимо. Это также позволяет им решать гораздо более широкий круг проблем, потому что может быть решено любое количество изменяющихся переменных.

Использование адаптивных систем управления может обеспечить большую эффективность, что в долгосрочной перспективе приводит к экономии средств. В производстве, например, программы не должны быть ограничены, чтобы компенсировать худший вариант развития событий. Если проблема возникает в производстве, адаптивная система управления может компенсировать проблему. Таким образом, производственные линии не замедляются программными ограничениями. Аналогичным образом, водители не могут сидеть на поворотной полосе в течение 15 минут посреди ночи, ожидая смены таймера.

Достижения в области вычислительной техники привели к значительным улучшениям в адаптивных системах управления. Новые проекты более интуитивны и способны выполнять более сложные задачи, чем их предшественники. Тестирование также позволяет исследователям выявлять слабые места и области необходимого улучшения, чтобы они могли создавать системы следующего поколения, чтобы сделать их более надежными. Затраты также уменьшаются с каждой итерацией, что позволяет интегрировать технологию в большее количество продуктов и настроек.