Терминология система управления - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
4 Глава I. Теоретические основы описания терминов лингвистик 15 2688.03kb.
Методика расчета показателей «базовых» систем управления запасами 1 19.11kb.
Единая система стандартов автоматизированных систем управления. 1 232.57kb.
3. Управление государственными финансами: цель, методы, формы 1 46kb.
№1. Предмет, задача, содержание курса. История развити 11 1163.45kb.
В каком соотношении находятся понятия "управление" и "менеджмент" 1 65.93kb.
Структура управления образовательной организацией 1 122.49kb.
Технология управления персоналом предприятия 1 47.93kb.
«применение информационных технологий в управлении на предприятии» 4 1 245.93kb.
Система государственно-общественного управления образованием 1 72.3kb.
Семинар Понятие и сущность качества 1 28.44kb.
Заместитель директора по увр моу сош п 1 105.03kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
Терминология система управления - страница №1/2

ТЕРМИНОЛОГИЯ

  1. Система управления

Управление – процесс выработки и осуществления управляющих воздействий, обеспечивающих достижение целей управления.

Выработка управляющих воздействий – сбор, передача и обработка необходимой информации, принятие решений и определение управляющих воздействий.

Осуществление управляющих воздействий – передача управляющих воздействий и при необходимости преобразование их в форму непосредственно воспринимаемую объектом управления.

Устройство, предназначенное для осуществления управления, первоначально, по аналогии с английским языком (controlling object), называли управляющим объектом и под системой управления (СУ) понимали совокупность объекта управления и управляющего объекта.

С некоторого времени, сложность и многофункциональность управляющих объектов привели к переносу на них термина – система управления. При таком использовании этого термина, обычно он дополняется названием объекта управления.
2. Объекты управления

Объект управления (ОУ) – это объект, для функционирования которого необходимы и допустимы специально организованные воздействия.

В зависимости от свойств или назначению ОУ могут быть отнесены: к техническим, технологическим, экономическим, организационным, социальным и т.д. отдельным объектам или комплексам.

Многообразие ОУ привело к их классификации по значительному количеству признаков, охватывающих наиболее существенные свойства ОУ.

Общие признаки классификации и видыОУ:

- количество целей управления: одноцелевые, многоцелевые;

- пространственная близость элементов ОУ: сосредоточенные, рассредоточенные;

Признаки классификации и виды ОУ по особенностям их математического описания

- вид операторов связи входных и выходных координат: линейные, нелинейные;

- класс дифференциальных уравнений: с сосредоточенными параметрами, распределенными параметрами;

- вид шкалы значений координат объекта: аналоговый, дискретный, аналого-дискретный;

- степень зависимости выходных координат от момента времени входных:


  • комбинационный дискретный – значения выходных координат в каждый момент времени зависят только от значений входных координат в тот же момент времени;

  • последовательностный дискретный – значения выходных координат хотя бы в один момент времени зависят от значений входных координат как в тот же момент времени, так и в предшествующие моменты времени;

- степень определенности операторов связи входных и выходных координат объекта: детерминированные, стохастические (стационарные или нестационарные);

- характер временной связи входных и выходных координат в объекте: безынерционные, инерционные, с чистым запаздыванием;

- степень связности процессов в объекте:


  • односвязный – каждая управляемая координата зависит только от одной соответствующей ей управляющей координаты;

  • многосвязный – хотя бы одна управляемая координата зависит от нескольких управляющих координат или несколько управляемых координат зависят от одной и той же управляющей координаты;

- степень сложности структуры объекта:

  • одномерный – содержит одну управляющую координату и одну управляемую координату;

  • многомерный – содержит несколько управляющих и (или) управляемых координат;

  • комплексы – совокупность объектов.


3. Воздействия и сигналы

Качественное и количественное влияние одних объектов на другие в системах управления определяется лишь некоторыми признаками или параметрами воздействий и сигналов. Под сигналом понимают совокупность несущего воздействия и передаваемой информации. Такое определение учитывает наличие вещественного или энергетического носителя информации, а сама информация кодируется лишь в некотором признаке или параметре этого носителя. Например, носителем сигнала на выходе индуктивного датчика является переменный ток, а информация представляется фазой или амплитудой тока.

Для оценки воздействия существенны понятия:

- главный признак – признак воздействия, качественно характеризующий рассматриваемое влияние других объектов на данный объект;

- главный параметр – параметр воздействия, количественно характеризующий рассматриваемое влияние других объектов на данный объект;

-

Для характеристики сигналов существенны:



- информативный признак – признак несущего воздействия сигнала, качественно отображающий передаваемую информацию;

- информативный параметр – параметр несущего воздействия сигнала, количественно отображающий передаваемую информацию.



Признаки классификации и классы воздействий и сигналов:

- функциональные назначения воздействий (сигналов):



  • входные, выходные, внутренние, внешние;

  • обратной связи – воздействие, реализующее обратную связь;

  • отклонения – воздействие, значение которого представляют несоответствие значений управляемой координаты значениям воздействия уставки;

  • уставки – задающее воздействие, значения которого представляют заданные значения управляемой координаты;

  • настройки, помехи;

- вид шкалы значений главного (информативного) параметра или признака: аналоговые, дискретные: двоичные, кодовые, числовые;

- характер воздействий (сигналов) во времени: непрерывные, прерывистые - оказываемое на ОУ лишь в определенные интервалы времени, периодические;

- физическая природа главного (информативного) параметра или признака: амплитудные, частотные, фазовые, временные, интенсивностные – непрерывное воздействие, главным параметром которого является мгновенное значение некоторого параметра этого воздействия, усредняемые;

- степень предсказуемости значения воздействия (сигнала) – детерминированные, стохастические: стационарные, нестационарные;

- степень сложности воздействия (сигнала): однопараметрическое – воздействие с одним главным признаком или параметром; многопараметрическое - воздействие с несколькими главными признаками или параметрами; составные: с частотным разделением; с временным разделением.


4. Виды управления

Виды управления классифицируются по признаку цели управления. Выделяются наиболее часто встречающиеся в теории виды целей, положившие начало развитию соответствующих классов СУ:



  1. Координация – управление, цель которого заключается в согласовании процессов в разных элементах (подсистемах) ОУ.

  2. Регулирование – управление, цель которого заключается в обеспечении близости текущих значений одной или нескольких координат объекта управления к их заданным значениям.

Разновидностями регулирования являются:

  • стабилизация – регулирование, цель которого заключается в обеспечении постоянства значений управляемых координат на заданном интервале времени;

  • следящее регулирование – регулирование, цель которого заключается в обеспечении соответствия значений управляемых координат значениям воздействий (сигналов) уставки, меняющимся заранее не известным образом;

  • программное управление – регулирование, цель которого заключается в обеспечении соответствия значений управляемых координат значениям воздействий (сигналов) уставки, меняющимся заранее известным образом.

3. Оптимальное управление – управление, цель которого заключается в обеспечении экстремального значения показателя качества управления; например, систему, обладающую наибольшей, с какой-нибудь определенной точки зрения, точностью среди всех систем данного класса можно считать оптимальной.

4. Экстремальное управление – управление, цель которого заключается в достижении и удержании экстремума заданного показателя качества функционирования ОУ.

5. Терминальное управление – управление, цель которого заключается в переводе ОУ из заданного начального состояния в заданное конечное состояние за ограниченное время.

6. Финитное управление – управление, цель которого заключается в переводе ОУ из заданного начального состояния в заданное конечное состояние за ограниченное время.

7. Противоаварийное управление – управление, цель которого заключается в предотвращении развития аварийных событий, возникающих в СУ.

8. Восстанавливающее управление – управление, цель которого заключается в возвращении в состояние исправности, работоспособности или правильности функционирования СУ, утраченное вследствие дефектов ее элементов и (или) структуры.


5. Принципы управления

Классификационные признаки, характеризующие понятия, относящиеся к принципам управления, выделены на основе анализа факторов, определяющих алгоритм или закон управления, т.е. выработку и осуществление управляющих воздействий. Большинство этих факторов удобно рассматривать на примере типичной функциональной структуры замкнутой СУ, представленной на рис. 1.




На рис. 1 приняты следующие обозначения: ОУ – объект управления, УО – управляющий объект, У – управляемые координаты объекта управления, У* - координаты состояния ОУ, У0 – задающие воздействия (сигналы), W – возмущения, U – управляющие воздействия, Z – воздействия обратной связи, {F1} – зависимости, характеризующие выработку управляющих воздействий, {F2} – зависимости, характеризующие процессы в ОУ.

Классификационные признаки и принципы управления

  1. Степень использования при управлении информации о состояниях ОУ: с обратной связью (учитывает), без обратной связи (не учитывает).

  2. Степень использования при управлении информации о возмущениях:

    • по отклонениям – управление с обратной связью, при котором управляющие воздействия вырабатываются только по значениям воздействий (сигналов) отклонений; эти системы являются замкнутыми. Управление по принципу отрицательной обратной связи является универсальным. Впервые этот принцип был предложен в 1964 г. И.И. Ползуновым, который создал регулятор уровня воды в паровом котле. В 1784 г. Д. Уатт этот же принцип использовал для автоматического регулирования частоты вращения паровой машины. Именно этот принцип лежит в основе науки о процессах управления, связи и переработке информации в природе и технике – кибернетике, основоположником которой является Н. Винер. Достоинством таких систем является выработка управляющего воздействия вне зависимости от того, по какой причине изменилась управляемая величина. Фактически этот принцип управления является единственно действенным для объектов, точные характеристики и параметры которых неизвестны или меняются в процессе эксплуатации. К недостаткам рассматриваемого принципа управления относят наличие статизма, значение которого обратно пропорционально коэффициенту усиления системы. Для повышения точности в установившемся режиме его надо увеличивать, что вступает в противоречие с устойчивостью системы.

    • по возмущениям – управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются только по значениям возмущений (сигналов возмущений) на ОУ и значениям задающих воздействий (задающих сигналов). Принцип компенсации возмущения предложен в 1878 г. французским академиком Ж.В. Понселе. Схема регулирования разомкнута, т.е. не осуществляется контроль результата приложения управляющего воздействия. Сигнал изменения воздействия положительный. Достоинствами такого принципа управления являются; теоретическая возможность получения инвариантной системы за счет подбора параметров УО; большее быстродействие, по сравнению с системами по отклонению, т.к. возмущение одновременно воздействует на ОУ и УО. Его недостатки заключаются в устранении только тех воздействий, которые имеют каналы компенсаций, и в наличии ограничений на характеристики ОУ.

    • комбинированное управление – управление, представляющее собой сочетание управлений по отклонениям и по возмущениям.

  3. Степень использования при управлении информации о параметрах и структуре ОУ:

  • адаптивное управление – управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются при заранее не известных или изменяющихся в процессе эксплуатации свойствах СУ. Как правило, свойство адаптации достигается посредством формирования в явном или неявном виде математической модели процессов в СУ. Адаптивное управление имеет следующие разновидности:

- беспоисковое адаптивное управление – управление, основанное на компенсации отклонений фактических изменений управляемых координат от желаемых их изменений, соответствующих требуемому уровню показателя качества функционирования. Желаемые изменения управляемых координат могут быть заданы в неявном или явном виде. В первом случае – посредством вычисления показателя качества управления или косвенной характеристики качества, во втором случае – посредством применения эталонной модели ОУ.

- поисковое адаптивное управление – управление, основанное на поиске и удержании экстремума показателя качества управления или косвенной характеристики качества управления

- управление с идентификацией – адаптивное управление, основанное на применении идентификации с использованием ее результатов при выработке воздействий обратной связи.

- управление с переменной структурой – управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются посредством автоматической смены нескольких законов управления, обеспечивающей скользящий режим изменения во времени управляемых координат, близкого к желаемому их изменению.



  • неадаптивное управление

  1. Степень определенности преобразований координат в СУ:

  • детерминированное управление – управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются только путем детерминированных преобразований координат СУ;

  • стохастическое управление – управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются путем стохастических преобразований координат СУ.

  1. Вид математической модели преобразований координат в СУ: линейное, нелинейное, релейное, логическое.

  2. Вид управляющих воздействий: аналоговое, дискретное, непрерывное, прерывистое, импульсное, числовое.

  3. Степень участия человека-оператора в управлении: ручное, автоматическое, автоматизированное.


6. Управляющие объекты

Среди УО выделяют:



  1. Управляющее устройство, представляющее собой отдельное функционально и конструктивно завершенное устройство, которое может быть двух видов:

    • регуляторы – управляющие устройства, осуществляющие автоматическое управление посредством аппаратной реализации алгоритмов управления;

    • контроллеры - управляющие устройства, осуществляющие автоматическое управление посредством программной реализации алгоритмов управления.

2. Управляющая система, представляющая собой систему, подсистемы которой предназначены для выполнения отдельных функций управления. В управляющих системах к числу типичных систем подсистем относятся подсистемы: измерения, сбора, обработки, распределения и передачи информации о состоянии ОУ, входных и внутренних воздействиях, принятия решения, контроля, диагностирования, противоаварийного управления, передачи и осуществления управляющих воздействий, сбора и представления информации человеку-оператору. Подсистемы могут содержать в себе управляющие устройства в виде регуляторов и контроллеров, а также другие элементы. Управляющие системы могут строиться в виде:

  • централизованной управляющей системы, с одной подсистемой, выполняющей функцию принятия решений; ее разновидностью является иерархическая управляющая система, в которой подсистема принятия решения распределена по нескольким подчиненным уровням, каждый из которых выполняет часть функции принятия решений;

  • децентрализованной управляющей системы, с несколькими независимыми подсистемами, выполняющими функцию принятия решений.


следующая страница >>