Воздействие на управляемую систему

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Воздействие управляющей системы на управляемую систему характеризуется совокупностью факторов. Факторы - независимые переменные величины, характеризующие воздействие на процесс.

Факторы, характеризующие воздействие на процесс, должны:

· свободно изменяться внутри некоторого диапазона значений независимо от изменения значений других факторов и не вызывая изменения их значений;

· вызывать при своем изменении закономерное изменение хотя бы одного из параметров, характеризующих состояние, то есть быть значимыми;

· реализовываться при любой совокупности значений всех факторов, каждый из которых изменяется внутри некоторого диапазона, то есть быть совместимыми;

· быть функцией не более чем одной физической величины, то есть воздействовать на состояние непосредственно;

· иметь возможность наблюдаться, измеряться и регистрироваться с помощью технических средств.

В зависимости от условий факторы классифицируются следующим образом:

По месту формирования факторы делятся на управляющие и возмущающие:

· управляющие факторы - факторы, значения которых задаются в системе управления;

· возмущающие факторы - факторы, значения которых приобретаются вне системы управления.

По мере контролируемости факторы делятся на контролируемые и неконтролируемые:

· контролируемые факторы - факторы, информация о значениях которых используются в системе управления;

· неконтролируемые факторы - факторы, информация о значениях которых отсутствует в системе управления.

По мере определенности факторы делятся на определенные и случайные:

· определенные факторы - факторы, принимающие в разных случаях одни и те же значения;

· случайные факторы - факторы, принимающие в разных случаях различные значения.

По мере известности факторы делятся на известные и неизвестные:

· известные факторы - факторы, значения которых заданы заранее;

· неизвестные факторы - факторы, значения которых определяются в процессе управления.

По мере обратимости факторы делятся на обратимые и необратимые:

· обратимые факторы - факторы, значения которых устанавливаются в любом порядке (либо увеличиваясь, либо уменьшаясь) на любом допустимом уровне и сохраняются в течение всего периода управления;

· необратимые факторы - время и другие факторы, закономерно и необратимо изменяющие свои значения с течением времени.

Состояние управляемой системы

Состояние управляемой системы характеризуется совокупностью параметров, Параметры - зависимые переменные физических величины, характеризующие состояние системы.

Параметры процесса, должны:

· иметь физический смысл и, соответственно, размерность, что имеет значение для последующей интерпретации результатов эксперимента;

· быть наблюдаемыми при любой возможной комбинации выбранных уровней варьирования факторов;

· быть измеряемыми, т.е. оцениваться количественно с помощью измерительных приборов.

Полная функция управления

Полная функция управления физическими процессами включает в себя четыре процедуры: постановка задачи управления процессами; моделирование процессов; планирование процессов и диагностирование состояния процессов.

1. Постановка задачи управления процессами. Информация о задаче управления вырабатывается из информации об области управления, информации о цели и эффективности управления и информации о методе решения задачи управления. Информация о методе решения задачи управления вырабатывается из информации о цели управления.

2. Моделирование процессов. Информация о параметрах математической модели вырабатывается из информации о виде и размере математической модели, информации о реализуемых воздействиях. Информация о виде и размере математической модели вырабатывается из информации о задаче управления.

Информация о реализуемых воздействиях получается из информации об области управления и информации о виде и размере математической модели.

3. Планирование процессов. Информация об оптимальном управлении вырабатывается из информации о методе решения задачи управления, информации о задаче управления и информации о параметрах математической модели.

4. Диагностирование состояния процесса. Информация о способе восстановления вырабатывается из информации о классе состояния. Информация о классе состояния вырабатывается из информации о цели управления и информации о результате управления.

Метод решения задачи управления Класс состояния

Область управления Цель и эффективность управления Результат управления

Задача управления Оптимальное управление

Вид и размер математической модели

Реализуемые воздействия Реализуемые состояния

Параметры математической модели

Рис. 3. Полная функция управления

ЗАДАЧА УПРАВЛЕНИЯ

Решению задачи управления физическими процессами предшествует ее постановка. Так как не все поставленные задачи могут быть решены имеющимися математическими методами, то следует ставить только те задачи, которые имеют решение.

Формирование математической задачи управления физическими процессами определяется областью управления, целью и эффективностью управления и методом решения задачи управления.

Область управления

Область управления – область факторного пространства, на которой решается задача управления. Область управления физической системой, в которой происходит физический процесс, ограничена предельными значениями управляющих факторов, допустимыми качеством управляемой системы

z_j _min < z_j < z_j _max

Значения управляющих факторов, находящиеся вне области управления, не могут быть реализованы.

Цель управления

Цель управления – такое состояние управляемого процесса, при котором все параметры достигают за планируемое время значений, устанавливаемых субъектом управления.

Результат управления - это требуемое состояние управляемого процесса.

Количество ограничений, накладываемых на решение задачи, определяется в каждом конкретном случае.

Эффективность управления

Эффективность управления - один из параметров управляемого физического процесса, выбираемый для оценки качества управления.

Эффективность управления, представляемая в виде функции управляющих факторов, называется целевой функцией.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

Моделирование - процедура получения информации об управляемом объекте из информации о воздействиях и информации о состояниях, а также исследования информации об управляемом объекте.

Моделирование как способ исследования существующих в природе объектов представляет собой цепь из чередующихся вопросов и ответов, экспериментов - вопросов к природе и моделей - ответов природы экспериментатору.

В процессе моделирования происходит абстрагирование (мысленное отвлечение) от ряда несущественных свойств объекта в целях выделения наиболее существенных, а также образования новых абстрактных понятий. Ограничения и допущения, применяемые при построении и использовании каждой модели, являются ее составной частью.

Моделирование включает в себя четыре основных этапа:

1) разработку гипотезы о виде и размере модели (формулирование вопроса к природе);

2) планирование эксперимента (шифрование вопроса);

3) контроль состояния управляемого в эксперименте объекта (фиксирование экспериментатором ответа природы);

4) параметрическую идентификацию модели управляемого объекта, включающую в себя обработку опытных данных (расшифровку ответа).

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒