1.1.2 Основні задачі теорії автоматичного керування.
Система понять та термінів, на яких базується наука керування, є результатом понятійного та термінологічного аналізу предмету теорії керування, який включає наступні проблеми:
постановка задачі керування: формулювання цілей керування, визначення функції об’єкта керування, визначення інформації про процесах в об’єкті, вибір керуючих впливів, встановлення обмежень на область допустимих станів об’єкта, встановлення показників якості керування, врахування зовнішнього середовища та умов експлуатації керуючого об’єкту ( регулятора, системи );
розробка принципів керування: визначення необхідних для виробітки керуючих впливів перетворення інформації про процеси в об’єкті керування, визначення функціональної та алгоритмічної структури керуючих пристроїв;
розробка методів та засобів аналізу процесів в системах керування: розробка методу опису процесів в системах, визначення адекватних засобів моделювання цих процесів, визначення методів обробки результатів моделювання;
розробка методів синтезу структури та розрахунків параметрів керуючих пристроїв.
Теорія автоматичного керування розв’язує три основні задачі:
1. Побудова моделі системи керування.
2. Аналіз системи керування.
3. Синтез системи керування.
Побудова моделі системи зв`язана з активним експериментом або пасивним спостереженням за поведінкою реальних об`єктів та систем керування , з обробкою спостережень з метою перетворення їх у моделі стандартної форми представлення, тобто із задачею ідентифікації об`єктів та діючих сигналів.
До проблеми одержання моделей щільно примикає задача спрощення: зниження порядку моделі , лінеаризація нелінійних моделей для малих варіацій змінних відносно робочих точок , лінеаризація нелінійних моделей для множини змінних та для періодичних сигналів .
Всебічний та повний аналіз здійснюється як послідовне розкриття властивостей системи з дотриманням принципу не надмірності . При цьому кожний наступний етап аналізу оперує з моделлю більш високого рівня визначеності , а його результат являє собою чергове прирощення інформації про властивості системи .
Декомпозиція
аналізу перш за все відбивається в
послідовному вивченні властивостей
,
які виявляються на основі безлічі
різноманітних характеристик
самої
системи
,
системи із зв`язками з навколишнім
середовищем
та розширеною системою
.
Кожний етап аналізу моделі
складається із наступних дій:
-
отримання характеристик
,
виходячи із тих властивостей
,
які треба вивчати в результаті аналізу;
-
обчислення різноманітних оцінок або
показників
,
які дозволяють формалізовано порівнювати
однотипні характеристики
;
-
формування на основі підмножини
узагальнених критеріїв
,
параметри яких відображають відносну
важливість окремих критеріїв
;
- порівняння здобутих характеристик , обчислених значень частинних критеріїв з цілями системи та вимогами до якості процесів
Рис. 1. 6 Схема системного аналізу властивостей системи
Синтез систем керування являє собою вибір із заданої безлічі систем деякої підмножини, яка найбільшим чином відповідає заданим вимогам до якості процесів.
Під синтезом розуміють зменшення невизначеності системи за рахунок відповідної переробки інформації про функції , цілі , вимоги та моделі систем.