Управление можно определить как функцию системы, обеспечивающую либо сохранение ее основных свойств, либо ее развитие в направлении определенной цели, т.е. управление неразрывно связано с системой и без нее не существует.
Система управления (рис.1.1) – это совокупность объекта управления (ОУ), управляющей структуры (УС) и исполнительной структуры (ИС). В системе управления выделяют две подсистемы: управляющую, которая содержит управляющую и исполнительную структуры, и управляемую с объектом управления.
Рис.1.1. Структурная схема системы управления
На схеме обозначено: Ивх – входная информация о том, в каком состоянии должен находиться объект управления; Иос – информация обратной связи о состоянии объекта управления; Иу – управляющая информация; V – внешнее возмущение (воздействие со стороны внешней среды); U – управляющее воздействие.
Принцип действия. Управляющая структура получает входную информацию и информацию обратной связи, сравнивает их, в результате этого получается управляющая информация, которая поступает в исполнительную структуру. На основе управляющей информации исполнительная структура вырабатывает управляющее воздействие с целью устранения отклонений объекта управления, которые происходят под воздействием внешней среды.
Объектом управления может выступать, например, строительный объект. Тогда управляющей структурой является прораб стройки и исполнительной структурой – рабочие.
Следовательно, для работы системы управления необходима информация. Входная информация сообщает управляющей структуре о множестве возможных состояний объекта управления и о том, в каком состоянии должен находиться объект управления при заданных внешних возмущениях. Входная информация обязательно должна содержать информацию о цели управления, выраженную критерием оптимальности или целевой функцией, так как управление – это процесс целенаправленный переработки информации и без цели управление бессмысленно.
Различают системы автоматического управления (САУ) – без участия человека, и системы автоматизированного управления – с участием человека. Автоматическое управление обычно осуществляется в простых системах, когда заранее известно описание объекта.
С ростом и усложнением производства объекты управления представляют собой сложные системы и здесь возможно осуществлять только автоматизированное управление. В контур управления включаются компьютер и человек – лицо, принимающее решение (ЛПР). Структурная схема такой системы управления приведена на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Структурная схема автоматизированной системы
управления
ЛПР получает информацию Иос о состоянии объекта управления и вводит ее в компьютер Ивх. Компьютер с помощью соответствующего программного обеспечения (ПО) вырабатывает некоторое множество вариантов управления и выдает их Ивых лицу, принимающему решению. ЛПР анализирует их, принимает решение и в виде управляющей информации Иу передает в исполнительную структуру. ИС вырабатывает соответствующее управление U, которое переводит ОУ в необходимое состояние.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под теорией систем? – уровень 1
2. Что понимается под системным анализом? – уровень 1
3. Что называется системой, подсистемой и элементом системы? – уровень 2