* Автоматизированная система управления (АСУ) – с участием человека в контуре управления;
система управления
- Системы управления – структурированный (четко определенный) набор инструментов для сбора данных об управляемом объекте и средств воздействия на его поведение, предназначенный для достижения конкретных целей. Объектом системы управления могут быть как технические объекты, так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь фиксированную структуру отношений.
Системы управления, в которых объектом управления является человек, часто называют системами управления, т.е. автоматического управления.
Техническая структура управления – это устройство или набор устройств, используемых для манипулирования поведением других устройств или систем.
Объектом управления может быть любая динамическая система или ее модель. Состояние объекта характеризуется определенными количественными значениями, которые изменяются во времени, т.е. переменными состояния. В природных процессах такими переменными могут быть температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг и т.д. В случае технических объектов это механические движения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т.д. Анализ и синтез систем управления осуществляется методами специальной отрасли математики – теории управления.
Управляющие структуры делятся на два больших класса:
* Автоматизированная система управления (АСУ) – с участием человека в контуре управления;
Связанные термины
Ссылки в литературе
Связанные условия (продолжение)
Имитационные модели связаны не с аналитическим представлением, а с принципом имитации с помощью информации и программного обеспечения сложных процессов и систем в их наиболее сложном аспекте – динамическом.
система управления – Совокупность органов управления, методов и технических средств управления, обеспечивающих выполнение задач управления [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] система управления Система политики,…
Содержание
Система автоматического управления обычно состоит из двух основных элементов – объекта управления и управляющего устройства.
В зависимости от цели контроля
объект управления – Изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Это изменение происходит в результате воздействия внешних факторов, таких как контролирующие или мешающие влияния.
Автоматические системы управления
- Автоматическая система стабилизации. Выходное значение поддерживается постоянным (фиксированная уставка). Отклонения возникают из-за возмущений и управления включением-выключением.
- Программируемые системы управления. Уставка изменяется в соответствии с заранее определенным законом программирования f. В дополнение к ошибкам, возникающим в системах автоматического управления, существуют ошибки, обусловленные инерцией контроллера. Входное действие неизвестно. Он определяется только во время работы системы. Эти ошибки сильно зависят от вида функции f(t).
Системы экстремального контроля
способны поддерживать экстремальное значение какого-либо критерия (например, минимального или максимального), характеризующего качество работы данного объекта. Этот критерий качества, обычно называемый целевая функция, экстремальный показатель или характеристика экстремумаможет быть непосредственно измеряемой физической величиной (например, температура, ток, напряжение, влажность, давление) или эффективностью, производительностью и т.д.
- Системы с экстремальным реле-регулятором. Универсальный экстремальный регулятор должен быть хорошо масштабируемым устройством, способным выполнять большое количество расчетов по различным методикам.
- Сигнум-Регулятор используется в качестве аналогового анализатора качества, который однозначно характеризует только один регулируемый параметр систем. Он состоит из двух последовательно соединенных устройств: магнум-реле (D-триггер) и исполнительного механизма (интегратор).
- Экстремальные системы с нулевой инерцией объекта
- Экстремальные системы с инерционным объектом
- Экстремальные системы с плавающими характеристиками. Используется, когда экстремальные изменения происходят непредсказуемым или трудно идентифицируемым образом.
Адаптивные системы автоматического управления.
Эти системы используются для обеспечения требуемого качества процесса в широком диапазоне переменных характеристик объектов управления и возмущений.
В соответствии с типом информации в устройстве управления
Замкнутый цикл ACS
В системах управления с замкнутым контуром управляющее воздействие формируется в прямой зависимости от регулируемой переменной. Связь между выходом системы и ее входом называется обратной связью. Сигнал обратной связи вычитается из опорной переменной. Эта обратная связь называется отрицательный.
Открытый контур переменного тока
Основным принципом управления в разомкнутом контуре является жестко заранее заданная программа управления. Другими словами, управление осуществляется “вслепую”, без контроля результата, только на основе модели управляемого объекта, которая хранится в системе автоматического управления. Примеры таких систем: часы, блок управления светофором, автоматическая система полива газона, автоматическая стиральная машина и т.д.
Различают:
- Отключено по ссылке
- Открыто при воздействии на неисправность
Характеристики СКВ
В зависимости от описания переменной, системы делятся на линейный и нелинейные. Линейные системы – это системы, состоящие из элементов описания, которые задаются линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями.
Если все параметры уравнения движения системы не изменяются во времени, то такая система называется стационарной. Если хотя бы один параметр уравнения движения системы изменяется во времени, то такая система называется стационарной. нестационарный или с переменными параметрами.
Системы с заданными внешними (задачами) взаимодействиями и описываемые непрерывными или дискретными функциями во времени относятся к классу детерминированный . системы.
Системы, в которых существуют случайные сигнальные или параметрические взаимодействия и которые описываются стохастическими дифференциальными или разностными уравнениями, относятся к классу стохастических систем.
Если система содержит хотя бы один элемент, описание которого дается уравнением с частными производными, то система принадлежит к классу систем с распределенными переменными.
Системы, в которых непрерывная динамика, генерируемая в каждый момент времени, переплетается с дискретными командами, посылаемыми извне, называются гибридными системами.
Примеры систем автоматического управления
В зависимости от природы управляемых объектов можно выделить биологические, экологические, экономические и технические системы управления. Примерами систем технического контроля являются:
- Дискретное действие или автоматические системы (вендинг, игры, музыка).
- Системы стабилизации звука, изображения или магнитной записи. Это могут быть сложные управляемые самолеты, включающие автоматические системы управления двигателями, рулевые механизмы, автопилоты и навигационные системы.
Поскольку в следующей лекции мы сосредоточимся на системах блокчейн, в этой лекции мы рассмотрим типы систем управления. Блокчейн уникален тем, что является распределенной системой. Поэтому сначала нужно понять, как работают различные типы систем, и определить их преимущества и недостатки. Прежде всего, важно понять, что такое “менеджмент”. Существуют общие определения этого термина, которые можно найти в Интернете или в различных словарях, например:
Типы систем управления
Поскольку следующая лекция будет посвящена блокчейну, в этой лекции мы рассмотрим типы систем управления. Блокчейн уникален тем, что является распределенной системой. Поэтому сначала важно понять, как работают различные типы систем, и определить их преимущества и недостатки. Прежде всего, важно понять, что такое “управление”. Существуют общие определения этого термина, которые можно найти в Интернете или в различных словарях, например:
- “Сила или власть отдавать приказы, принимать решения и требовать повиновения”.
- “Лицо или организация, обладающие властью или контролем в определенной, обычно политической или административной, области”.
- “Власть влиять на других, особенно благодаря доминирующему положению или обладанию признанными навыками в какой-то области”.
Три описанные ниже системы власти отличаются наличием или отсутствием одного или нескольких центров власти.
Централизованные системы
Централизованные системы имеют только один пункт управления, где сосредоточено все управление системой (Рисунок 5.1). Это единственное место, где происходят все процессы и принимаются все решения. Однако это делает систему чрезвычайно восприимчивой к сбоям: любой сбой в этом единственном центре управления может привести к отказу всей системы.
Преимущества централизованной системы:
- Его легко внедрить, и все решения принимаются гораздо быстрее. Поскольку в нем есть только одна точка управления, где сосредоточено все управление системой, консенсус не требуется.
- Экономия от масштаба устраняет необходимость в двойной работе, которая иногда выполняется при наличии нескольких контрольных точек. Поскольку в системе имеется только одна точка управления, нет необходимости заставлять несколько точек выполнять одни и те же функции, что обеспечивает экономию от масштаба.
Недостатки централизованной системы:
- Зависимость от одной контрольной точки. Наличие только одной точки управления делает систему небезопасной, поскольку любая атака на эту одну точку управления дестабилизирует всю систему. Нетрудно представить себе ситуацию, когда сервер подвергается атаке, а единственный источник информации не имеет резервной копии, и в этом случае информация будет потеряна.
- Система с одной точкой контроля по своей сути является бюрократической, что добавляет ей множество слоев и иерархий.
- Системе не хватает прозрачности, поэтому она склонна к злоупотреблениям. Отсутствие прозрачности будет способствовать неподотчетности на самом высоком уровне, поскольку именно там сосредоточена вся власть (Рисунок 5.2).
Примеры централизованных системПримеры централизованных систем: банковские системы; франшизы на питание (McDonald’s); центральный серверный процессор.
Децентрализованные системы
Децентрализованные системы – это системы, в которых существует несколько точек управления, а полномочия разграничены (рис. 5.3). Это делает систему менее подверженной сбоям, так как отказ одной точки управления не приведет к отказу всей системы. Иерархия в такой системе более почти горизонтальна, чем в централизованной системе.
Преимущества децентрализованной системы:
- Решения принимаются на уровне, который ближе к пользователю. Таким образом, органы, принимающие решения (пункты), имеют гораздо больше информации о конечном пользователе (если речь идет о продукте) или народе (если речь идет о правительстве).
- Система менее подвержена сбоям и неполадкам, поскольку теперь имеется несколько точек контроля. Сбой в одной точке не дестабилизирует всю систему, как в случае с централизованной системой.
Недостатки децентрализованной системы:
- Отрицательный экономический эффект из-за увеличения масштаба системы. Дублирование задач может стать проблемой в такой системе из-за увеличения количества контрольных точек.
- Хотя децентрализованные системы более надежны, чем централизованные, они все равно подвержены сбоям, поэтому их нельзя назвать полностью надежными (Рисунок 5.4).
Примеры децентрализованных систем: Системы цепочки поставок, такие как Johnson & Johnson; правительства с центральными и местными органами власти; облачные базы данных.
Распределенные системы
В распределенных системах каждая точка является точкой управления (рисунок 5.5). Поэтому такие системы практически не подвержены обрушению. Это не означает, что их нельзя взломать, но чтобы вывести такую систему из строя, злоумышленнику придется взять под контроль или изменить более 50% точек управления. Одни только затраты на это сведут на нет многие выгоды и сделают попытку взлома нерентабельной. Иерархия в таких системах полностью горизонтальна. Каждая контрольная точка равна любой другой контрольной точке, и каждый человек, каждый член системы является контрольной точкой. Таким образом, все равны, что приводит к горизонтальной иерархии.
Преимущества распределенной системы:
- Нет необходимости в посредниках.
- Эту систему экономически невозможно взломать, что делает ее чрезвычайно надежной и самой защищенной из трех систем, обсуждаемых в этой лекции.
- Распределенная система полностью прозрачна, что делает совершение мошенничества маловероятным, так как это довольно сложно.
Недостатки распределенной системы:
- Такие системы все еще считаются новыми, и их технология находится в зачаточном состоянии.
- Для стабилизации таких систем потребуется много времени и значительные инвестиции. Со временем может быть достигнута экономия от масштаба, но первоначально эти системы довольно дороги (рис. 5.6).
Примеры распределенных систем: криптовалюты; блокчейн-сети.
Следующая лекция будет посвящена основам блокчейна, который называют “самой разрушительной технологией века”.
В зависимости от количества иерархических уровней и разделения функций управления на этих уровнях, СУ обычно делятся на одноуровневые и многоуровневые.
1.2 Классификация систем управления
Существуют различные критерии классификации систем управления технологическими процессами, объектами и производствами:
1) в зависимости от степени автоматизации выполняемых функций;
2) в соответствии с методом управления;
3) в соответствии с иерархическим принципом;
4) По функциональным характеристикам;
5) По информационным характеристикам.
1) В соответствии с уровнем автоматизации
Одной из основных задач при проектировании систем управления является оптимальное разделение функций между человеком и машиной. Системы, в которых управление объектом или ходом технологического процесса осуществляется без вмешательства человека, называются автоматическими. Однако, когда точные законы управления неизвестны, человек должен взять управление на себя (определение управляющих сигналов). Такие системы называются автоматическими. Это означает, что часть функций управления выполняет человек, а часть – соответствующие механизмы и устройства. Если управление осуществляется исключительно человеком, оно называется ручным управлением.
По степени автоматизации системы управления делятся на следующие типы.
а) Неавтоматические (ручные) системы управления – Системы управления, в которых все функции управления и эксплуатации выполняются людьми (без компьютеров и средств диспетчеризации). В процессе подготовки к управлению технологическим оборудованием инженер-технолог разрабатывает последовательность операций, определяет их параметры и характеристики, продолжительность операций и записывает их в блок-схему. По сути, технология представляет собой алгоритм управления. Оператор вручную управляет технологическим оборудованием в соответствии с разработанной технологией. Т.е. он создает схему управления технологическим оборудованием с помощью сигналов. Фактическое выполнение команд управления регистрируется оператором, образуя, таким образом, контур обратной связи.
Рисунок 1.1. Представлена схема неавтоматического управления объектом (технологическим оборудованием) оператором.
Рисунок 1.1: Неавтоматическое (ручное) управление
При ручном управлении для выполнения каждой новой операции необходимо привлекать новых сотрудников и тратить значительное время на освоение новой продукции.
б) Автоматические системы управления – Средства контроля, использующие автоматизацию и компьютерные технологии (ИТ) для подготовки информации в удобное для оператора время для принятия необходимого решения. В системах с автоматическим управлением оператор не участвует в технологическом процессе. Состояние технологического устройства характеризуется серией выходных значений. Под воздействием управляющей программы и внешних возмущающих воздействий состояние объекта управления изменяется и возникает рассогласование. Чтобы устранить несоответствие, в системе управления вырабатывается управляющее воздействие.
Системы автоматического управления могут быть спроектированы как системы с разомкнутым или замкнутым контуром. В первом случае устройство управления соединено с технологическим устройством через один канал связи. Команды управляющей программы с устройства ввода (IU) поступают на блок управления приводом (DCU), который взаимодействует с технологическим устройством. Поток информации идет только в одном направлении. Примером этого могут служить системы управления шаговыми приводами для технологического оборудования.
Наиболее распространенными являются замкнутые системы автоматического управления, т.е. имеющие канал передачи управляющего сигнала и канал обратной связи (рис. 1.2).
Рисунок 1.2 Автоматическое управление
Канал обратной связи передает информацию о состоянии контролируемой величины в определенный момент времени на блок сравнения (БС). Если состояние контролируемой величины не соответствует заданному значению (появляется расхождение), генерируется управляющее воздействие на исполнительные механизмы. Выполняется необходимая коррекция. Управляемой переменной может быть состояние технологического оборудования, положение режущего инструмента, размеры заготовки и т.д.
2) В зависимости от метода управления
В соответствии с методом управления, системы управления делятся на два больших класса:
а) Обычные контроллеры (без саморегуляции). Эти системы просты и не меняют своей структуры в процессе управления. Они являются наиболее развитыми и широко используются в литейных и термических цехах. Обычные системы управления можно разделить на три подкласса: системы управления с открытым контуром, системы управления с замкнутым контуром и комбинированные системы управления.
б) Самоадаптивные (адаптивные) системы управления. В этих системах при изменении внешних условий или характеристик управляемого объекта параметры управляющего устройства изменяются автоматически (не задаются заранее) путем изменения структуры системы управления или даже путем введения новых элементов.
В самоадаптивных системах при изменении внешних условий или характеристик управляемого объекта автоматически (по заранее не заданной программе) изменяются параметры управляющего устройства или структура его элементов. Таким образом, обеспечивается стабильная работа системы, а регулируемое количество поддерживается на заданном оптимальном уровне.
Адаптивные системы должны не только приспосабливаться к любым изменениям внешних условий и характеристик объекта, но и нормально функционировать даже при наличии сбоев или отказа отдельных элементов, создавая новые цепи взамен нарушенных. Системы с самоадаптивной структурой могут совершенствоваться, “набираться опыта”, быстро пробуя несколько вариантов, выбирая и “запоминая” лучший из них.
3) Через иерархию
В зависимости от количества иерархических уровней и распределения функций управления по этим уровням, системы управления чаще всего делятся на одноуровневые и многоуровневые.
Системы управления только с одним уровнем управления называются одноуровневый .. Примером такой системы является система контроля копирования. Профиль копира определяет движение привода.
Многоуровневый Системы имеют несколько уровней управления, каждый из которых выполняет определенную функцию.
4) С точки зрения функции Все системы управления делятся на четыре класса
a) системы для координации работы машин;
b) системы регулирования параметров технологического процесса
в) системы автоматического управления
(d) автоматические системы защиты и блокировки.
Системы, предназначенные для координации отдельных компонентов машин и оборудования или целых заводовэто автоматические системы управления (АСУ). ACS обеспечивает автоматическое управление объектом (группой объектов).
АСУ, работающие в замкнутом контуре по принципу отклонения, называются автоматические системы управления (ACS). Их характерной особенностью является наличие замкнутого сигнального тракта, т.е. наличие канала обратной связи, по которому информация о состоянии контролируемой величины передается на вход элемента сравнения.
Системы автоматического управления (САУ) технологическими процессами обеспечивают поддержание контролируемой величины (скорость подачи, скорость вращения шпинделя, шероховатость поверхности заготовки и т.д.) на заданном уровне или ее изменение в соответствии с заданной программой.
ATS предназначены для выполнения следующих задач:
– Регулируемое значение стабилизируется (стабилизирующий АВР);
– изменение управляемой переменной в соответствии с известной программой (программа ATS);
– изменение контролируемого количества в соответствии с неизвестной программой (след САР).
Системы автоматического управления (SAC) содержат методы и средства для получения информации о текущих значениях параметров технологического процесса (температура в зоне резания, значения крутящего момента, уровень вибрации технологической системы и т.д.) без непосредственного вмешательства человека.
Автоматические системы защиты (ASP) и блокирующие системы (SAB) Системы предотвращают возникновение отказов оборудования во время стационарной работы. Кроме того, использование этих систем позволяет исключить возможность непреднамеренного (или преднамеренного) изменения параметров процесса.
5) В соответствии с характеристиками информации
Наиболее удобно классифицировать ЭА по признакам информации, включая источники и носители информации, тип и методы обработки информации.
Количество информации и ее структура в определенной степени определяют качество эксперта. Чем больше информационных каналов используется, тем выше качество системы управления и шире ее функциональность.
В зависимости от количества информационных каналов, системы управления делятся на следующие типы
а) Открытые системы управленияв котором используется только один информационный канал, содержащий установочную (начальную) информацию. В таких системах управления отсутствует контроль выполнения заданной программы и обратная связь. Большинство систем управления с разомкнутым контуром работают с неуправляемыми исполнительными механизмами (за исключением шаговых контроллеров). Система с разомкнутым контуром использует один поток информации. Справочная информация обрабатывается в форме, пригодной для управления исполнительным механизмом, выполняющим заданный элементарный цикл процесса. На процесс также влияют возмущения, которые не используются в системе управления с разомкнутым контуром. Такова структура шаговых и кулачковых приводов. Использование только одного информационного канала значительно упрощает проектирование системы управления. Однако нормальное функционирование такой системы управления требует высокого качества отдельных ее компонентов.
На рис. 1.3 показана блок-схема открытой системы управления – такие системы характеризуются отсутствием контроля технологического процесса и, следовательно, возможностью влияния на качество выходных параметров. Такие системы управления назывались жесткими (неперестраиваемыми).
Рисунок 1.3: Блок-схема системы управления с разомкнутым контуром
б) Широкий класс включает системы управления с замкнутым контуромВ этом случае вместо одного используются два канала обратной связи: канал информации об уставке и канал обратной связи. В этом случае используется не один, а два канала: опорный канал и канал обратной связи. Для проверки правильности команд, подаваемых задатчиком, используются специальные датчики (преобразователи обратной связи). Обратная связь может включать информацию о фактической скорости перемещения заготовки, ее положении, завершении цикла или его отдельных компонентов, а также другую информацию о ходе технологического процесса. Системы управления, основанные на совместном использовании опорной информации и информации обратной связи, называются системами управления с замкнутым контуром. Эталонная информация сопоставляется с информацией обратной связи в блоке сравнения, на выходе которого формируется команда, необходимая для управления исполнительным механизмом. Качество системы управления с замкнутым контуром, в частности точность выполнения программы, выше, чем в системе управления с разомкнутым контуром с некоторой сложностью конструкции. В замкнутых системах управления обычно используются управляемые исполнительные механизмы. В структуре с замкнутым контуром управления преобладают программируемые системы управления и копирующие системы управления.
На рисунке 1.4 показана блок-схема замкнутой системы управления.
Рисунок 1.4: Блок-схема закрытой системы управления
Для таких систем характерно управление технологическим процессом, состоянием управляемого объекта, всех его узлов и элементов. Если значение фактического параметра отклоняется от заданного, происходит перенастройка системы.
Чем больше информационных каналов используется в системе управления, тем выше качество ее работы и эффективность процесса управления.. Для оптимального управления процессом следует использовать два или более дополнительных информационных каналов. Дополнительной информацией может быть информация о силе резания, изменении припуска, твердости заготовки, износе инструмента и т.д. Системы управления, использующие два или более каналов дополнительной информации и имеющие устройство для коррекции управляющего сигнала, можно классифицировать как адаптивные системы управления – самоадаптивные, самоорганизующиеся и самообучающиеся системы.
Самоадаптивный В ходе рабочего процесса изменяются только управляющие воздействия или параметры (коэффициенты передаточной функции).
В Самоорганизующийся Во время работы системы изменяются не только действия и параметры управления, но и структура системы управления.
В Самообучающиеся системы системы характеризуются изменением алгоритма, по которому они построены, в процессе эксплуатации.
Адаптивные системы управления еще не внедрены для управления технологическим оборудованием (за небольшим исключением самоадаптивных систем управления), используемым в системах с программным управлением, поэтому они не будут рассматриваться. Вся информация, как уставка, так и обратная связь, может быть выражена в аналоговом виде (уровень напряжения, величина тока и т.д.) или в виде последовательности импульсов. В зависимости от типа информации, используемой системами, последние делятся на непрерывные, импульсные и смешанные контроллеры.
В непрерывный SU информация представлена в виде непрерывной величины. Например, управляемая переменная (например, скорость перемещения или движения рабочего инструмента) выражается как амплитуда или сдвиг фазы напряжения. Любое изменение управляемой переменной в замкнутом контуре также вызывает непрерывное изменение других параметров, связанных с ней.
В импульсные контроллеры информация выражается в последовательности импульсов. Существует три типа модулированной импульсной информации: по амплитуде (амплитудно-импульсная модуляция AIM), по продолжительности (ширина импульса) (широтно-импульсная модуляция ШИМ) и по частоте (частотно-импульсная модуляция ШИМ).
Срочно?
Свяжитесь со специалистом через форму заказа.
8 (800) 100-77-13 с 7 утра до 10 вечераРисунок 1.2: Значение видов работ
Типы систем управления
Также проводится различие между многосвязный, многоконтурный системы управления. Что касается характера адаптации к изменяющимся условиям, то различают адаптивный системы управления.
Информационная система может быть независимая сторона и может быть интегрирована с системой управления в качестве подсистемы, образуя автоматизированная система управления отдельных компонентов и процессов.
Различают концентрированный и распределенный информационные системы управления.
Управляющая часть и объект управления взаимодействуют в информационном пространстве управления.
Следующее является обязательным технологии защиты информационного пространства управления от преднамеренных и непреднамеренных рисков и процессуальные технологии в сфере управления информацией.
Все процессы управления и взаимодействия с внешней средой происходят в среда управления.
Различают информационные ресурсы из внешней среды -. входная информацияи информационные ресурсы, выдаваемые во внешнюю среду – выходная информация. выходная информация.
Входная информация включает потоки задач, потоки критериев и стандартные потоки.
1.3.1 Управление в технических системах
Использование технических средств для помощи людям в выполнении ручной работы называется механизация. Механизация повышает эффективность физического человеческого труда. По мере роста механизации возрастает значение умственного труда человека.
Содержанием интеллектуального труда является обработка информации, анализ процессов и явлений окружающего мира, создание новых знаний.
Появление компьютерных машин положило начало автоматизации интеллектуального труда человека. Автоматизация является продолжением механизации. Механизация включает процессы производства, передачи, преобразования и использования энергии. Автоматизация включает в себя процессы производства, передачи, преобразования, хранения и использования информации.
Рисунок 1.2: Важность видов работ
Для осуществления различных технологических, производственных, организационных и экономических процессов необходимо, чтобы ценности, характеризующие эти процессы, соответствовали определенным условиям.
Например, в энергосистеме напряжение и частота должны поддерживаться постоянными; в космонавтике необходимо обеспечить движение космического аппарата в космосе по определенной траектории. В экономике должен быть устойчивый, сбалансированный рост.
Автоматизация – Последовательная передача функций управления от человека к техническим средствам (исполнительным механизмам).
Первоначально автоматизация включала в себя управление техническими системами. Например, автопилоты, системы автоматического переключения и т.д.
В таких системах допускается наивысшая степень автоматизации управления. Они могут работать без вмешательства человека, за исключением запуска, контроля и ремонта. Такие системы управления называются автоматизированные системы.
Развитие автоматизированных систем управления стимулировало фундаментальные исследования и привело к разработке строгой теории автоматизированного управления (ТОС). Теория автоматического управления (ACS). Концепции и понятия, родившиеся в ходе разработки TAU, стали основополагающими в теории управления.
Потребности промышленного производства породили задачу управления все более сложными процессами и системами, что послужило основным стимулом для развития системной концепции, системного подхода.
В рамках классической теории управления выделяется набор процессов и структурных элементов, обеспечивающих процесс управления. Этот набор называется система управления. Функционирование системы управления отождествляется с процессом управления и описывается следующим образом.
Система управления получает:
– информация Ic информация о текущем состоянии контролируемого объекта (ПУ);
– информация Iц о состоянии, в котором, как ожидается, будет находиться ДТ.
Отклонения DT от устойчивого состояния происходят под воздействием внешних возмущений V.
В результате сравнения информации Ic и Iц контрольная информация производится в органе по сертификации (ОС) Iукоторый передается на исполнительный механизм (EA).
Советник генерирует управляющее воздействие Uчто устраняет условие отклонения DT.
Рисунок 1.3: Управление с точки зрения теории автоматического управления
1.3.2 Организационный контроль
С развитием компьютеров и математических методов автоматизация распространилась на управление объектами социального характера.
Контроль такого типа в принципе не может быть автоматическим. На это есть несколько причин:
– сложность объектов социальной природы не позволяет разработать формальные процедуры для выведения параметров управляющего воздействия;
– объект управления является компонентом объекта управления;
– привод – это не просто техническое устройство, это также компонент объекта управления;
– Социальный объект имеет большое разнообразие связей и отношений, что иногда затрудняет его выделение из внешней среды, однозначное описание границ объекта и внешней среды;
– Время во многих случаях становится основным фактором при оценке результатов контрольной деятельности.
Управление социальными объектами автоматизировано.
Автоматизированное управление – это процесс, в котором формальные процедуры выполняются людьми с помощью компьютеров (сбор, хранение, обработка информации, ведение учета, расчеты, анализ, моделирование сценариев развития), а принятие решений о способах, формах и динамике поведения уполномоченными лицами или группами лиц. Таким образом, они непосредственно участвуют в процессе принятия решений.
Целью автоматизации управления является эффективное использование всех видов “ресурсов”. Таким образом, достигается:
Повышение эффективности управления за счет использования следующих основных информационных процессов:
– предварительная обработка информации
– передача информации, шифрование и дешифрование информации,
– решение логических задач,
– обработка и дублирование документов.
Сокращение трудозатрат на различные вспомогательные процессы. В управлении затраты на оплату труда распределяются примерно так, как показано на рисунке 1.4.
Повышение формализации процесса принятия решений. Принятие решений основано на анализе и последующем имитационном моделировании ситуации с использованием современного математического аппарата.
Эффект автоматизации управления заключается не в сокращении количества людей в системе управления, а в перераспределении опыта:
– Уменьшается количество чиновников, непосредственно участвующих в управлении,
– увеличивается инженерно-технический персонал, обслуживающий техническое оборудование.
Эффект автоматизации достигается за счет своевременности и рациональности принимаемых решений.
Компоненты системы управления:
Параметры системы
Система управления является неотъемлемой частью организации и представляет собой относительно самостоятельную систему в рамках всего комплекса, который ее составляет. Система управления выполняет взаимосвязанные манипуляции, которые формируют и используют организационные ресурсы для достижения цели.
Ключевыми параметрами систем являются:
- Структура в виде набора элементов системы и их отношений, определяющих основные свойства этой системы. Структура включает в себя элементы, подсистемы и компоненты.
- Организация – это внутренняя упорядоченность или согласованность взаимодействия компонентов системы.
- Связность – это форма ограничений, которые взаимно накладываются на действия частей целого. При отсутствии ограничений связность отсутствует.
- Состояние системы – это известный вектор значений с определенными параметрами, которые характеризуют систему в данный момент времени.
- Поведение системы – это набор определенных манипуляций, правил системы, ее реакций на внешнюю среду, способов существования.
- Кибернетика, что это такое? Происхождение и справочная информация.
- АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ it. Что такое система автоматического управления?.
- Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
- Автоматизация производства и производственных процессов и линий: что это такое, комплексные средства, системы с примерами программного обеспечения, организация уровней на промышленном предприятии, виды, понятие, для чего нужна автоматизация, методы.
- Надежность устройств и схем химических процессов (Семестр
. - Тест. Тест по основам электропривода.
- АСУ: состав, функции, типы систем автоматического управления.