Во-первых, решение задачи оптимизации требует знания априорной информации о воздействиях в системе в смысле знания ИХ статистических характеристик (корреляционных функций, спектральных плотностей или иных эквивалентных исходных данных). Здесь положение оказывается иногда не лучше по сравнению с тем периодом, когда рассматривались детерминированные входные воздействия. Принимаемые в процессе синтеза статистические характеристики воздействий могут значительно отличаться от характеристик реальных воздействий в процессе работы системы. Специалисты, занимающиеся разработкой методов оптимизации систем управления, недостаточно интересовались изучением И накоплением опыта по характеристикам входных воздействий, а принимали их заданными и в том виде, который был удобен для дальнейшего использования. Такой подход не мог способствовать практическому внедрению полученных результатов. Поэтому использование многих методов оптимального синтеза может быть осуществлено только в тех случаях, когда есть уверенность в том, что принимаемые в расчете статистические характеристики сигналов близки к действительным.

Во-вторых, в приведенном выше функционале качества (4.1) и подобных ему иных формах часто требуется знание весовых коэффициентов. И опять сложилось такое положение, что специалисты, занимающиеся оптимизацией систем управления, относительно мало интересовались проблемой задания весовых коэффициентов, считая, что инженер, проектирующий систему, сам может это сделать. Однако это действительно стало во многих случаях проблемой, путей решения которой часто не видно.

Вообще задание условия точности работы системы управления в виде некоторого функционала оказалось малоприемлемым для большинства практических случаев. В то же время обычно не представляет труда сформулировать требования по точности для систем автоматического управления практически любого типа в виде максимальных или среднеквадратичных допустимых ошибок в различных режимах работы. Это позюляет не только найти решение задачи синтеза системы, но и в большинстве случаев правильно сформулировать требования к ее отдельным элементам. Необоснованное же задание весовых коэффициентов функционала качества (4.1) делает все решение задачи оптималь-

ного построения системы управления также необоснованным и в этом случае неприемлемым для практики.

В настоящее время только некоторые задачи оптимального синтеза систем управления с точки зрения их точностных свойств имеют более или менее строгое и обоснованное решение. К таким задачам следует отнести, например, получение максимального быстродействия по принципу максимума Л. С. Понтрягина, оптимальные фильтры Н. Винера [16, 149] и Р. Калмана [106, 147, 148] при условии точного знания априорной информации о статистических характеристиках входных воздействий. Однако для многих практических задач построения систем автоматического управления и регулирования теория оптимальных решений еще не находит хорошего использования, что объясняется сравнительно низким уровнем, на котором пока находится развитие этой теории.

В свете сказанного следует подчеркнуть, что в настоящее время и в ближайшем обозримом будущем одной из основных форм задания точности систем управления и регулирования остается задание допустимых ошибок (максимальных, среднеквадратичных и др.). Это не исключает использования оптимальных методов в отдельных случаях, когда существуют достаточно надежные исходные данные по входным воздействиям и требуемым критериям качества. Вероятно, со временем, по мере накопления статистики, круг задач, имеющих оптимальное решение, будет непрерывно расширяться.

При задании максимальных или среднеквадратичных допустимых ошибок системы управления необходимо ясное представление о тех режимах работы системы, для которых задаются эти ошибки. Попытки использовать типовые режимы в виде заданных функций времени или в виде случайных функций времени с известными статистическими характеристиками, как уже отмечалось выше, часто малопригодны для практики, так как в большинстве случаев достоверная априорная информация отсутствует. Лишь для некоторых частных случаев, например при работе системы стабилизации на качающемся корабле, при работе системы управления под действием помехи типа белого шума, возможно более или менее точно установить статистические характеристики входных воздействий.

Во многих случаях синтеза систем управления и регулирования целесообразно отказаться от меюдов, базирую-

щихся на знании полной априорной информации о воздействиях в системе, и ориентироваться на задание лищь самых общих сведений об этих воздействиях, т. е. ориентироваться на минимальную априорную информацию.

Обычно известны сведения о максимальных или среднеквадратичных возможных воздействиях, максимальных или среднеквадратичных значениях их первых производных (например, максимальных скоростях слежения), максимальных или среднеквадратичных значениях их вторых производных (например, максимальных ускорениях слежения) и т. п. Сами же статистические характеристики воздействий, как правило, являются неопределенными. Задача синтеза при этом ставится так, чтобы при любых статистических характеристиках входных воздействий (иногда - при статистических характеристиках, занимающих некоторую возможную область) система управления имела бы максимальные или среднеквадратичные ошибки не более заданных, если максимальные или среднеквадратичные значения воздействий или их производных не превышают заданных значений. Такое решение задачи построения системы управления или регулирования мы будем называть в дальнейшем синтезом при неизвестных статистических характеристиках входных воздействий.

Так как действительные законы движения системы остаются неопределенными, то требования по точности должны в этом случае дополняться требованиями по другим динамическим качествам системы. Действительно, если, например, система имеет максимальную ошибку не более заданной, но движение системы сопровождается слабо затухающими и непрерывно генерируемыми высокочастотными колебаниями, то такая система может оказаться малопригодной для практического использования. Это заставляет использовать некоторые вспомогательные оценки, или критерии, качества. К ним в первую очередь следует отнести оценки запаса устойчивости, определяемого по близости системы к колебательной границе устойчивости.

Запас устойчивости может оцениваться различными способами: по переходной характеристике и величине перерегулирования, по амплитудной частотной характеристике и показателю колебательности, по запасу устойчивости по фазе и амплитуде и др. Выбор того или иного способа не имеет принципиального значения, так как все они в конце