Классификация систем управления. Понятия: подсистема, структура, связь, состояние, поведение, цель

Объективная необходимость автоматизации. История теории автоматизированного управления.

Во 2 половине 20 века начался переход от индустриального общества к информационному. Этот процесс называется информатизация.

В истории человечества известно несколько информационных барьеров:

- по мере развития хозяйства и в связи с ростом труда руководителей, стало недостаточно одного руководителя. Барьер1 – вовлечение в управление других людей.

- наступил момент, когда увеличение количества людей в управлении не могло улучшить качество труда. Средством преодоления этого барьера стали автоматизированные системы.

История развития:

ТАУ возникла в результате усложнения системы управления.

ТАУ является одной из ветвей кибернетики, как науки о наиболее общих закономерностях управления технических, биологических и соц. системах.

Первой ветвью кибернетики была техническая кибернетика, с 60х годов 20 века развилась экономическая кибернетика, которая изучала процессы сбора, накопления и передачи информации об экономических объектах или явлениях.

Основные понятия и определения ТАУ. Управление. Стадии управления. Система управления.

Управление – обобщение приемов и методов, накопленных различными науками об управлении искусственными объектами и живыми организациями.

В ТАУ – это процесс организации такого целенаправленного воздействия на некоторую часть среды, называемой объектом управления, в результате которого удовлетворялись потребности субъекта, взаимодействующего с этим объектом.

Управление существует внутри триады: среда, объект, субъект.

Состояние объекта У влияет на потребности субъекта. А={α1, α2,… α}

α-состояние потребности (насущность).

Свое поведение субъект строит таким образом, чтобы минимизировать насущность своих потребностей.

Способ решения задачи оптимизации позволяет определить алгоритм управления. t – потребности во времени

Алгоритм в общем случае имеет рекуррентный характер. Процесс управления может реализовываться как на интуитивном, так и на осознанном уровне.

Осознанное удовлетворение потребностей заставляет декомпозировать алгоритм управления и вводить промежуточную стадию формирования цели

Аt->Z(цель)->U

1этап: определяется цель управления (интуитивно):

2этап: определяется управление реализация которого обеспечивает достижение целей и удовлетворение потребностей(осознанно):

Первый этап реализует человек, второй – устройство управления.

Взаимодействие УУ и объекта. à

DX,DY–датчики информации на входе \выходе.

ИМ- исполнительный механизм

Задачи:

1.стабилизация

2.выполнение программы

3.слежение

4.оптимизация

Сложности:

1.Математическое описание системы

2.Стохастическое поведение

3.Негативность управления

4.Неустационарность

5.Невосприимчивость экспериментов

Классификация систем управления. Понятия: подсистема, структура, связь, состояние, поведение, цель.

Классификация систем управления:

САУ – управление объектом без участия человека. Функции: контроль автоматический, пуск-останов, регулирование, стабилизация.

АСУ – на человека возлагаются функции принятия наиболее важных решений и ответственность.

Система – множество элементов, находящихся в отношениях, связанных друг с другом и образующих определенную целостность.

Подсистема – более крупные компоненты, чем элементы, но не более детальные, чем система.

Структура – совокупность элементов и связей между ними. (часто представляется в виде иерархии).

Связь – обеспечивает сохранение структуры. Характеризуется направлением, силой, видом.(направленные\ненаправленные, сильные\слабые, подчинения\равноправные\управления, по месту приложения: внутренние\внешние, прямые\обратные).

Состояние – множество существующих свойств, которыми система обладает в данный момент времени.

Поведение – переход от одного состояния в другое.

Классификация систем.

Выделяют 4 класса систем (количество элементов):

1)малые системы (до 1000 элементов)

2)сложные (до 10^7)

3)ультрасложные (до 10^30)

4)суперсложные (до 10^200)

В зависимости от способа описания делятся на:

Сложные – системы которые нельзя некорректно описать математически или в системе имеется большое число элементов, которые неизвестным образом связаны друг с другом или неизвестна природа протекания явлений в системе.

Особенности больших систем:

Большое число элементов, взаимосвязь и взаимодействие между ними, иерархическая структура управления, обязательное наличие человека в контуре управления.

Этапы управления.

1. Множество целей определяется внешними и внутренними факторами.

Три вида целей:

- стабилизация

- ограничение

- экстремальная цель

2. Связан с выделением части среды, состояние которой объект может изменить и тем самым воздействовать на свои потребности.

3. Состоит из 3 этапов:

- синтез внешней структуры (определение входов, управления и выходов без учета внутренней структуры)

- декомпозиция модели (использование априорных сведений о структуре объекта для упрощения синтеза модели)

- синтез модели (определение зависимости, связывающей вход и выход, управляющие воздействия и параметры модели0

4. Выполняется стандартными приемами идентификации. В сложной системе сложно производить эксперименты, нарушающие режим функционирования.

5. Синтез плана эксперимента, позволяющего с максимальной эффективностью определить искомые параметры модели.

6. Принятие решения о том, какое должно быть управление, чтобы достигнуть заданной цели.

7. Если цель не была достигнута, то возврат к 6 этапу.

8. Специфика управления состоит в том, что из-за зашумленности и нестабильности объекта, информация, полученная на предыдущих этапах, приближенно отражает состояние системы. Необходима коррекция.

Поиск по сайту: