Адаптация с обратной связью и без обратной связи.

Процесс адаптации без обратной связи состоит из измерений характеристик входного сигнала или окружающей среды, введение этой информации в формулу или вычислительный алгоритм и использование результатов для регулирования адаптивной системы. При адаптации с обратной связью, кроме того, автоматически вносятся коррекции, и с целью оптимизации параметров функционирования системы определяется их влияние на выходной сигнал. Этот процесс можно назвать адаптацией с функциональной обратной связью. Принципы обратной связи и без обратной связи показаны на рисунке.

В обоих случаях удобно рассматривать адаптивный процесс как если бы его проводили оператор или наблюдатель. На рисунке 1.2а и 1.3а показано как наблюдатель корректирует органы управления устройства обработки, наблюдает за дисплеем, регистрирующим параметры по заранее выбранному критерию функционирования. В системе без обратной связи таким критерием является некоторые характеристики входного сигнала и, возможно, другие данные, а в системе с обратной связью – кроме того, функция выходного сигнала. Коррекция в системе на рисунке два осуществляется даже, в случае, когда оператор не знает, что находится внутри устройства обработки или каковы функции органов управления. Оператор не обрабатывает входной сигнал, он только управляет коррекциями устройства обработки для того, чтобы поддержать функционирование оптимизированным в соответствии с заранее выбранным критерием. Таким образом, функция оператора - только наблюдение, а в реальных автоматических адаптивных системах оператора заменяют вычислительные или адаптивные алгоритмы (рисунок 1.2б и 1.3б). «Другими данными» для адаптивной системы на этих рисунках могут быть данные об окружающей среде или для системы с обратной связью – необходимый вид выходного сигнала.

В процессе разработки адаптивного алгоритма выбор адаптации без обратной связи и с обратной связью определяется многими факторами. Прежде всего, учитывается вид входных сигналов и сигналов, отражающих параметры функционирования.

Достоинством алгоритмов адаптации с обратной связью являются их работоспособность в многих приложениях, где аналитических методов синтеза либо не существует, либо они не известны; например, где помимо среднекавадратических критериев используют критерии ошибки, где системой являются нелинейными или изменяются во времени, где сигналы являются нестационарными и.т.д. Кроме того, адаптацию с обратной связью можно эффективно использовать в случаях, когда физические величины компонентов системы являются переменными или известны неточно. В этом случае адаптация с обратной связью обеспечит выбор наилучших величин компонентов. При частичном повреждении системы механизм адаптации, постоянно следящий за функционированием, оптимизирует ее функционирование с помощью коррекции и переоптимизации неповрежденной части. В результате при использовании функциональной обратной связи, зачастую можно повысить надежность системы. Однако, процессу адаптации с обратной связью присущи и недостатки. В некоторых случаях нет одного оптимума, и тогда автоматическая оптимизация становится неопределенным процессом. В других случаях в системе управления с обратной связью процесс адаптации может быть неустойчивым, т.е расходящимся, а не сходящимся. Несмотря на это функциональная обратная связь представляет собой мощный широко применяемый метод реализации адаптации.