Принципи управління.

Базовою класифікаційною ознакою побудови систем управління, що визначає вигляд системи і її потенційні можливості, є спосіб організації контуру управління. Відповідно з яким виділяють кілька принципів управління: принцип розімкненого управління; принцип розімкненого управління з компенсацією обурень; принцип замкненого управління; принцип одноразового управління.

В основі принципу розімкнутого управління лежить ідея автономного впливу на систему незалежно від умов її роботи. Очевидно, що область практичного застосування цього принципу припускає апріорну достовірність знання стану середовища та системи на усьому інтервалі її функціонування. Тоді можна передбачити реакцію системи на розрахований вплив, який заздалегідь програмується у вигляді функції незалежного змінного часу (рис. 5.1).

Таким чином, якщо певна дія відмінна від передбачуваної, негайно підуть відхилення в характері зміни вихідних координат, тобто система виявиться відкритої для обурень. Тому цей принцип використовується при впевненості в достовірності відомостей про умови роботи системи. Наприклад, для організаційних систем така впевненість допустима при високій виконавчій дисципліни, коли віддане розпорядження не потребує подальшого контролю. Іноді таке управління називають директивним. Безсумнівною перевагою схеми є простота організації управління.

Рис. 5.1. Принцип розімкнутого управління

Зміст принципу розімкнутого управління з компенсацією обурень полягає в прагненні ліквідувати обмеженість першої схеми: нерегульований вплив обурень на функціонування системи. Можливість компенсації обурень, а значить, ліквідація недостовірності апріорної інформації, базується на доступності обурень вимірам (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Принцип компенсаційного управління

Вимірювання обурень дозволяє визначати компенсуюче управління, що відображає наслідки обурень. Зазвичай поряд з коригувальним управлінням система піддається програмному впливу. Однак на практиці не завжди вдається зафіксувати інформацію про зовнішні обурення, не кажучи про контроль відхилень параметрів системи або несподівані структурні зміни. За наявності інформації про обурення принцип їх компенсації шляхом введення компенсуючого управління становить практичний інтерес.

Розглянуті принципи відносяться до класу розімкнутих контурів управління: величина управління не залежить від поведінки об'єкта, а являє собою функцію часу або обурення.

Принцип замкнутого управління. Клас замкнутих контурів управління утворюють системи з негативним зворотним зв ’ язком, що втілюють базовий принцип кібернетики. У таких системах заздалегідь програмується не вхідний вплив, а необхідний стан системи, тобто наслідок впливів на об'єкт, в т.ч. управління. Отже, можлива ситуація, коли обурення позитивно впливає на динаміку системи, якщо наближає її стан до бажаного. Для реалізації принципу апріорно знаходиться програмний закон зміни стану системи в часі, а завдання системи формулюється як забезпечення наближення дійсного стану до бажаного (рис. 5.3).

Рішення цієї задачі досягається визначенням різниці між бажаним і дійсним станами. Ця різниця використовується для управління, покликаного звести до мінімуму виявлене відхилення. Тим самим забезпечується наближення регульованою координати до програмної функції незалежно від причин, що викликали появу різниці, будь то обурення різного походження або помилки регулювання. Якість управління позначається на характері перехідного процесу та визначеній помилці - розбіжності програмного і дійсного кінцевого стану.

Рис 5.3 Принцип замкнутого управління

Широке поширення принципу замкнутого управління в природних і штучних системах пояснюється продуктивністю взаємодії елементів системи управління: завдання управління ефективно вирішується на концептуальному рівні завдяки негативному зворотному зв'язку.

Принцип одноразового управління. Широке коло практично важливих завдань складається з необхідності здійснити однократний акт управління, а саме - взяти деякий рішення, наслідки яких позначаються тривалий час. Зрозуміло, і традиційне управління можна інтерпретувати як послідовність разових рішень.