Под элементом системы понимается часть системы с однозначно определенными свойствами и известным поведением,

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Под связью понимается физический канал обмена информацией (энергией, веществом) между элементами системы, а также между элементами и окружающей средой.

Понятие целостность отделяет систему от окружающей среды ( из «окружения»)

2.Понятие организация определяет упорядоченность элементов связей в пространстве и времени.

3. Интегративность - говорит о том, что система, как образование взаимодействующих элементов с учетом их связей с «окружением», обладает особым свойством, присущим только ей в целом. Данное свойство неповторяемо ни одним элементом системы, ни их группой. Изучение отдельных элементов (или их отдельных объединений) не дает полного знания о системе в целом.

Понятие - цель управления.

Функционирование системы подчинено определенной цели.

Цель управления - обеспечить желаемое протекание некоторого процесса. В частности, в изучаемой области автоматики - это желаемый процесс механического движения некоторого технического объекта ( объекта управления ).

Понятие - задача управления.

В процессе работы системы реализуется решение задачи управления.

Задача управления – это - поиск наиболее эффективного способа воздействия на объект управления в интересах достижения цели управления. Здесь понятие «эффективность» рассматривает экстремальное состояние выбранного критерия качества управления ( например, - управление движением с требуемым быстродействием и точностью при минимальном расходе энергии)

Понятие -кибернетика

Поиском и разработкой методов решения задачи управления занимается кибернетика .

Кибернетика - наука об управлении. Основы заложены Норбертом Винером (1894-1964г.). Первая публикация - " Кибернетика или управление и связь в животном и машине" - 1948г.

В целом, предметом данной науки являются системы любой физической природы ( технические, биологические, административные, социальные ) способные воспринимать, хранить, преобразовывать информацию и использовать ее для решения задач управления.

Понятие - техническая кибернетика

Область изучаемой нами науки, связана с техническими системами. Поиском и разработкой методов решения задачи управления, а также исследованием свойств, в технических системах занимается раздел кибернетики, который называют технической кибернетикой.

Наиболее применяемый и изученный метод управления в технической кибернетике, в большинстве простейших технических систем, связан с понятием - регулирование.

В таких системах (САР) решается задача управления, целью которой является поддержание, в каждый момент времени, значений выходных переменных системы равными значениям входных переменным этой системы.

Поэтому, в таких системах - входные переменные системы определяют желаемый процесс поведения выходных переменных.

Например, управление сложным движением объекта с помощью манипулятора, входное звено которого соединено с оператором, задающим желаемый процесс движения объекта управления.

Теоретической базой построения таких систем является теория автоматического регулирования (ТАР), которая представляет раздел более общей теории - ТАУ (теория автоматического управления). ТАУ включает кроме задач ТАР и другие, связанные с более сложной обработкой информации.

К таким системам относятся:

- экстремальные системы управления - находят и автоматически поддерживают значение управляющей переменной, обеспечивающей экстремум отдельного показателя качества процесса - например, минимальный расход энергии;

- самонастраивающиеся и адаптивные системы

Применяются для автоматического управления параметрами и структурой в интересах обеспечения заданного качества процесса при изменении условий работы системы( например изменение аэродинамических параметров, давления, температуры, характера и интенсивности внешних воздействий); алгоритмы изменения параметров и структуры заранее разрабатываются на этапе их проектирования.

В общем случае под структурой системы будем понимать

Причинно-следственную связь частей в целом.

Последующее развитие автоматики было вызвано необходимостью создания таких систем, принципиальным отличием которых( от рассмотренных выше) является то, что алгоритмы управления параметрами и структурой создаются в ее вычислительном устройстве в процессе ее функционирования (а не на этапе разработки). Такие системы называют – самоорганизующимися.

Теоретическое обеспечение для их исследования и построения дает –современная теория управления (СТАУ).

Важно, что методы современной ТАУ применяются и для повышения качества работы систем автоматического регулирования (например, для класса многомерных нестационарных систем автоматического регулирования).

Рассмотрим основные понятия, используемые в ТАУ.

Динамическая система.

Объектом исследования в ТАР и ТАУ является динамическая система.

В широком смысле - это абстрактный образ реальной системы в виде ее математической модели. Процессы в такой модели определяются только структурой, параметрами, воздействиями и начальными условиями. Это позволяет отображать процессы различной физической природы (механика, гидравлика, электротехника, термодинамика, аэродинамика, ) с единых позиций.

Воздействия.

Под воздействиями понимаются физические причины в виде сигналов, сил, моментов, вызывающие изменение состояния системы. Они могут быть управляющими (полезными) и возмущающими (вредными).

Управляющие воздействия направлены на достижение цели управления; возмущающие воздействия препятствуют достижению этой цели. Возмущающие воздействия могут генерироваться и элементами системы («шумы» элементов).

Состояние системы

Это понятие наиболее строго раскрывается в современной теории управления.

Состояние динамической системы однозначно определяется в каждый момент времени минимально-необходимым количеством независимых внутренних переменных, связанных уравнениями законов физики явлений в элементах системы. Данные переменные в современной теории управления называют переменными состояния, фазовыми координатами. В механике их называют обобщенными координатами.

Изменение этих переменных связывают с понятием - движение системы. Обобщенная модель системы имеет вид Рис.1.1., где

управляющие воздействия; возмущающие воздействия;

переменные состояния; выходные переменные.

Такой образ системы называют " черным ящиком", имея в виду то, внутренние переменные, в отличие от внешних переменных скрыты от наблюдения.

Применение такой обобщенной модели соответствует определению понятия - динамическая систем в узком смысле.

Согласно нему, динамическая система - это любая система, состояние которой характеризуется совокупностью фазовых координат (переменных состояния) в каждый момент времени, причем задание этих фазовых координат в какой- то момент времени полностью определяет их значения в любой другой момент времени.

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒