Процесс управления с информационной точки зрения

Управление - такая организация изучаемого процесса на основе имеющейся информации, которая направлена на достижение определённых целей, т.е. целенаправленное воздействие на объект или процесс.

Объект управления (ОУ) или протекаемый в нём процесс характеризуются входными (управляющими) и выходными (управляемыми) координатами.

Управляемые координаты – выходные координаты, значения которых должны изменяться в желаемом направлении в соответствии с целью управления.

Управляемые координаты – входные координаты, значения которых должны изменяться в желаемом направлении в соответствии с целью управления.

С информационной точки зрения процесс управления состоит из следующих этапов (подпроцессов):

· I - получение информации о задачах и целях управления (функция планирования);

· II - получение информации о результатах управления, т. е. о состоянии ОУ на данный момент (функция учета);

· III - анализ полученной информации;

· IV - принятие и исполнение принятого решения.

Каждому из указанных процессов соответствует своя система, которая может иметь различную физическую природу. Например, если ОУ является техническим объектом, то I - формирователь программы управления; II - информационно-измерительная система (система датчиков и преобразователей); III - управляющее устройство в виде вычислительной системы (спецмикропроцессора), выдающей сигнал управления, IV - исполнительная система (система приводов: гидро-, электро-, пневмо-), перемещающая регулирующий орган.

Если ОУ - производство, то I - планирование производства, II – учет текущего состояния производства, III - оценка отклонения от выполнения плана, IV - принятие решений по ликвидации этих отклонений (например, за счёт перераспределения ресурсов) и исполнение управленческого решения (доставка ресурсов на рабочие места) людьми.

Главная цель управления состоит в том, что в каждый момент времени вектор выходных координат x(t) был бы равен заданному вектору x°(t), т.е. x(t) = x°(t).

Главная проблема управления - как своевременно и с высокой точностью достичь цель при действии возмущений, т.е. в условиях помех, противодействия и дефицита ресурсов? Эта задача решается с использованием принципов управления.

Принцип компенсации возмущения (принцип инвариантности)

ПрУс – программное устройство УУ₁ – устройство управления 1

Принцип компенсации: параллельно первому (естественному) каналу распространения возмущения формируют второй (искусственный) канал, содержащий датчик Д, устройство управления УУ₂, исполнительный механизм ИМ, объект управления ОУ и формирующий дополнительный сигнал управления + DU, который вызывает дополнительное перемещение Dx_u(Dt) регулируемой координаты, равное по величине и противоположное по знаку дополнительному перемещению Dх_f(t) координаты x(t), вызванному действием возмущения f₁(t): Dx_f(t)=-Dx_u(t).

Тогда говорят, что координата x(t) инвариантна (независима) по отношению к возмущению f₁(t).

Недостаток: не представляется возможным скомпенсировать действие тех возмущений, измерение которых либо невозможно выполнить, либо требует больших затрат.

Достоинство: нет необходимости решать проблему устойчивости и точности.

Этому принципу соответствует принцип двухканальности академика Б.Н.Петрова: для обеспечения инвариантности координаты X по отношению к возмущению f(t) должно быть по крайней мере два канала распространения возмущений. Вывод: в системе с отрицательной обратной связью достичь абсолютной инвариантности принципиально невозможно.