Виды связей в системах управления

Вид соединения элементов, при котором выходное воздействие од­ного элемента передается на вход другого элемента, называется прямой связью. Прямая связь между двумя элементами системы может осуществ­ляться непосредственно или через другие ее элементы. В случае опосредо­ванного воздействия выходной сигнал одного элемента поступает на вход другого с передаточным коэффициентом промежуточного элемента.

Вид соединения элементов, при котором выходное воздействие од­ного элемента передается на вход того же самого элемента, называется об­ратной связью. Обратная связь может осуществляться либо непосредст­венно от выхода элемента системы на его вход, либо через другие элемен­ты данной системы. Обратная связь бывает внешняя и внутренняя. Внеш­ней или главной называется такая связь, посредством которой осуществ­ляется передача части выходного сигнала всей системы управления на ее вход. Внутренниеили местные обратные связисоединяют выход от­дельных элементов или групп последовательно соединенных элементов с их входом. Различают положительную и отрицательную обратную связь. Если под действием обратной связи первоначальное отклонение управляе­мой величины у, вызванное возмущающими воздействиями ш, уменьшает­ся, то считают, что имеет место отрицательная обратная связь.В про­тивном случае говорят о положительной обратной связи.Следовательно, положительная обратная связь усиливает действие входного сигнала, от­рицательная — ослабляет.

Положительная обратная связь используется во многих технических устройствах для увеличения коэффициента передачи. В экономике на принципе положительной обратной связи основаны системы материального стимулирования. Положительными являются обратные связи в схеме межотраслевого баланса.

Примером использования отрицательной обратной связи является термостат. Обычно положительная обратная связь приводит к неустойчи­вой работе системы, т. к. соответствует увеличению возникшего в системе отклонения. Отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе. Поэтому системы с отрицательной обратной связью являются относительно устойчивыми.

Если сигнал обратной связи пропорционален установившемуся зна­чению входной величины и не зависит от времени и скорости ее измене­ния, то такая обратная связь называется жесткой. Сигналы гибкой об­ратной связи пропорциональны скорости изменения входной величины. Мерой величины обратной связи служит коэффициент обратной связи.

Обратная связь является одним из важнейших понятий кибернетики, оно помогает понять многие явления, происходящие в системах управле­ния любой природы. Важную роль обратная связь играет в распознавании образов и принятии решений. Положительную обратную связь используют в системах обучения. В организационных системах обратные связи ис­пользуются для выработки управляющих сигналов, для выработки крите­рия эффективности управления и оценки качества управления. В биологи­ческих системах обратная связь обеспечивает поддержание в нормальном состоянии основных показателей жизнедеятельности: температуры и мас­сы тела, уровня сахара и гемоглобина в крови, другие. В экономических системах обратная связь играет важную роль в обеспечении эффективного управления.

Свойства систем управления существенно зависят от способа фор­мирования управляющих воздействий. При этом полезно рассмотреть ра­зомкнутые и замкнутые системы.