Реализация управления

Управление реализуется в основном с помощью биологических либо технических систем.

Примером биологической реализации может служить человек, а технической – компьютер. Весьма распространенным видом реализации являются человеко-машинные системы.

В случае реализации функции управления человеком имеет место так называемое ручное управление. Таковым являются управление автомобилем.

Технические системы автоматически управляют напряжением электрогенераторов и частотой в энергосистемах.

Управление организационными системами, а также сложными техническими системами, в настоящее время часто строится на основе человеко-компьютерных систем. В технических системах при этом, как правило, возможны различные режимы управления: ручного – только человеком, автоматизированного – человеком с помощью компьютера, автоматического – только компьютером.

Ниже на рис.3.1 показана структурная схема системы управления с обратной связью и варианты её реализации в виде ручного, автоматизированного и автоматического управления.

а)

б)

в)

г)

Рис.3.1.Структурная схема системы управления – а. Варианты ее реализации в виде ручного – б; автоматизированного – в; автоматического управления – г

Разомкнутые системы управления

Объекты и процессы могут быть управляемыми и неуправляемыми. Неуправляемые объекты и процессы подвержены дезорганизующему действию случайных факторов (возмущений).

На рис.3.2 представлен неуправляемый объект, у которого х – вход,y – выход, z – возмущающее воздействие.

Рис.3.2.Неуправляемый объект

Состояние рассматриваемого неуправляемого объекта (у) существенным образом зависит от действия случайного фактора (z).

Примерами неуправляемых объектов и процессов являются:

• полёт воздушного шара;

• полёт пули или снаряда;

• температура воздуха в неотапливаемом помещении.

В первых двух случаях на траекторию полёта объекта оказывают влияние ветер, дождь и т.п. В третьем случае основным является влияние температуры наружного воздуха.

Действие указанных случайных факторов (z) приводит к тому, что состояние объекта (у) оказывается непредсказуемым, случайным.

Вместе с тем во многих практических ситуациях к объекту предъявляются требования двигаться определенным образом или находится в определённом состоянии.

Так, автомобиль, самолёт или ракета должны двигаться по определённому плану, температура воздуха в жилом помещении не должна опускаться ниже, например, 18^ºС и т.д.

Для придания объекту свойства большей или меньшей определённости его движения или состояния необходимо обеспечить управление этим объектом.

Управление – это воздействие на объект, целью которого является обеспечение перехода объекта в требуемое состояние.

Управление должно препятствовать влиянию дезорганизирующих случайных факторов.

Существует два основных типа систем управления:

• разомкнутые системы управления (без обратной связи);

• замкнутые системы управления (с обратной связью).

Структурная схема разомкнутой системы управления представлена на рис.3.3:

Рис.3.3.Структурная схема разомкнутой системы управления.

Здесь

ОУ – объект управления;

УС – управляющая система;

х – задающее (входное) воздействие;

у – состояние объекта;

u – управляющее воздействие;

z – возмущающее воздействие.

Особенность процесса управления, реализуемого разомкнутой системой, состоит в том, что состояние объекта не контролируется, то есть о достижении желаемого результата не сообщается в управляющую систему.

Поэтому разомкнутая система управления не компенсирует внешние возмущения и является чувствительной к внутренним возмущениям.