3. Системы с программированием

Этот вид систем применяется тогда, когда известно достаточно точное математическое описание связи экстремального параметра с параметрами, влияющими на его изменение; причем эта связь не должна быть очень сложной.

Рассмотрим пример системы с программным управлением. Пусть перед нами поставлена задача создать такую систему автоматического управления, которая обеспечила бы полет самолета на максимально возможное расстояние.

Известно, что дальность полета самолета зависит от расхода горючего, т. е. от экономичности работы его двигателей. Так как самолетные двигатели имеют оптимальный режим, в котором они расходуют минимальное количество топлива на один километр то существует (рис. 6.6) оптимальная скорость самолета (V₁), при которой удельный расход горючего будет минимальным.

Рис. 6.6. Зависимость удельного расхода топлива от скорости самолета

Таким образом, если бы не одно существенное обстоятельство, мы получили бы, как и в предыдущем примере с полупроводниковым выпрямителем, систему с фиксированным экстремумом. Тогда полет самолета с постоянной скоростью, равной V₁, обеспечил бы наибольшую дальность полета.

Однако у самолета, отправляющегося в сверхдальний рейс, вес горючего составляет очень значительную часть веса всего самолета. Поэтому по мере сгорания горючего вес самолета (G) уменьшается. Поскольку же оптимальная скорость по мере уменьшения веса самолета изменяется (рис. 6.6, прерывистая кривая), то экстремальный режим полета будет нарушен. Следовательно, по мере уменьшения веса самолета необходимо изменять величину экстремальной скорости. Закон этого изменения определяется следующим образом.

Пусть нам задана зависимость экстремальной скорости самолета от его веса:

Кроме того, необходимо рассчитать изменение веса самолета во время полета:

Обе эти зависимости дают необходимый закон управления скоростью самолета для обеспечения максимальной дальности полета:

(6.2)

Таким образом, для управления полетом необходимо создать систему программного управления, которая будет изменять скорость самолета в соответствии с законом (6.2). Такая система будет состоять из программного устройства (магнитной или перфорационной ленты), задающего закон (6.2), и схемы управления двигателями самолета.

Естественно, что точность работы программной системы автоматического управления зависит от точности, с которой уравнение (6.2) описывает действительный характер изменения оптимальной скорости самолета во время полета.