Основные признаки сложного объекта управления

Курс лекций

по дисциплине «Основы теории управления»(ОТУ)

ст. преподаватель кафедры компьютерных технологий

Горшков Ю.Е.

Введение.

1.1. Виды систем автоматизированного управления.

 

При разработке и внедрении автоматизированных систем управления производством решаются следующие задачи:

- увеличение производительности;

- повышение доли продукции высокого качества;

- уменьшение энергозатрат при производстве;

-снижение уровня загрязнения окружающей среды или снижения вероятности чрезвычайного (аварийного) загрязнения;

- минимизация брака;

- обеспечение безопасности;

- продление срока службы оборудования;

- обеспечение удобства и простоты эксплуатации оборудования;

- снижение трудозатрат при производстве.

 

Объект управления – та часть окружающей среды, которая нас интересует и на которую мы можем воздействовать непосредственно, то есть управлять ею. В частности, объектом управления является и производственный процесс, для которого разрабатывается система управления.

 

Субъект управления – источник целей, реализуемых в объекте управления. Цели возникают у субъекта под давлением его собственных потребностей, связанных с деятельностью субъекта и его взаимодействием с внешней средой и объектом.

 

Управление – процесс организации такого целенаправленного воздействия на объект, в результате которого объект переходит в требуемое (целевое) состояние

 

 

Рис.1.1. Модель объекта управления

 

 

Внешние факторы, влияющие на объект управления:

1. Е – ненаблюдаемые внешние и внутренние факторы объекта, влияющие на его состояние.

2. Х – наблюдаемые, но неуправляемые входы объекта.

3. U – управляемые, а, следовательно, и наблюдаемые входы.

 

Пусть целью субъекта является набор требований Z’, которые должны быть удовлетворены в объекте управления.

Эти требования могут быть выражены через состояние объекта Z=H(Y).

Равенство Z’=Z свидетельствует, что цели субъекта выполнены.

В частном случае может оказаться, что Z=Y, то есть субъект формулирует свои цели на языке состояний объекта.

Для реализации целей субъекта служит устройство управления, которое с помощью алгоритма G вырабатывает необходимый сигнал управления U. При этом устройство управления использует текущую информацию о целях субъекта, состояние среды Xd и объекта управления Yd.

 

 

Рис. 1.2. Общая схема системы управления

 

Основные факторы, приводящие к неидеальности процесса управления:

- в основе процесса управления лежит информация о сложившейся ситуации Xd, Yd, которая может не соответствовать реальному положению среды Х и объекта Y.

- наличие неконтролируемых факторов Е.

- неопределённость целей Z’.

- несоответствие найденного с помощью алгоритма G, управления U=G(Xd,Yd,Z’), реализуемому в действительности управление U’.

- неточность алгоритма G.

Основные признаки сложного объекта управления

- отсутствие математического описания и необходимость в нём;

- случайность поведения;

- «нетерпимость» к управлению;

- нестационарность;

- невоспроизводимость экспериментов.

 

Теория автоматического управления - наука, которая изучает процессы управления и проектирования автоматических систем, работающих по замкнутому циклу. Иначе говоря, она изучает любые системы с обратной связью.

 

В зависимости от того, какая информация о среде и объекте используется в процессе управления, различают несколько принципов управления.