Систем управления

Объект управления – это та часть окружающего мира (среды), состояние которой интересует субъекта и на состояние которой он может и хочет воздействовать для достижения определенных целей. Субъект (человек, группа людей и т.д.) – это часть среды, но качественно иная, способная к целеполаганию, т.е. субъект формулирует цель управления, задавая вектор .

Рис. 2.1 – Выделение ОУ из среды (условно)

Вектор – воздействие среды на объект (входы объекта), вектор – воздействие объекта на среду (выходы объекта). Между и существует причинно-следственная связь: . Наличие времени t говорит о том, что объект является динамическим, и и – динамические процессы.

В процессе управления необходимо обеспечить близость вектора текущего фактического состояния объекта вектору желаемого состояния .

Вектор содержит в себе:

1) управляющие воздействия – такие компоненты вектора , которые могут изменяться целенаправленно (по желанию субъекта) – .

2) возмущающие воздействия – такие компоненты, которые изменяются произвольно, вне зависимости от желания субъекта – . Эти входные воздействия нарушают соответствие между и . Часть из них мы можем учесть при разработке САУ, т.к. можем померить – это т.н. контролируемые возмущения . Эта группа возмущений, как правило, сильно влияет на работу ОУ. Остальными, т.н. неконтролируемыми возмущениями , просто пренебрегаем.

Таким образом, вектор разделяется на две принципиально различные составляющие: = + , где – вектор управляющих воздействий, – вектор возмущающих воздействий.

С учетом вышесказанного: .

Необходимость управления ОУ, т.е. необходимость изменения , возникает из-за изменений и (или) .

На рис. 2 представлена структурная схема системы неавтоматического управления. Наличие в ней датчиков (Д) и подвод внешней энергии к исполнительному устройству (ИУ) не обязательны, т.к. реализует управление субъект, и необходимую информацию он может получить за счет своих органов чувств, а управляющее воздействие реализовать за счет своей мышечной энергии.

Рис. 2.2 – Структурная схема системы неавтоматического управления

И субъектом и техническим устройством управляющее воздействие вычисляется на основе специальных правил. Для технических средств управления это правило должно быть формализовано в виде алгоритма – алгоритма управления.

Алгоритм управления φ(…) – это формализованное правило достижения цели, т.е. правило расчета (выработки) текущего значения управляющего воздействия на основе информации о цели управления и контролируемых возмущений.

Рис. 2.3 – Структурная схема системы автоматического управления

Вычислительное устройство, предназначенное для расчета управляющего воздействия совместно с исполнительным устройством будем называть управляющим устройством (УУ). Совокупность ОУ и УУ будем называть САУ.

В САУ (рис. 3) субъект «отодвинут» от задач непосредственного управления объектом. Его задачами остаются задание у^зд и алгоритма управления.