Материал: 1284

Рисунок 2.42 – Графическая модель процесса управления системой

Как следует из рисунка 2.42, процесс управления системой – это целенаправленное изменение ее состояния в нужном направлении развития. Кон-

кретный вид функции Si = f(i) – это траектория управления, которая зависит от способа управления.

Существуют следующие способы управления: - итерационный;

82

-управление по отклонению;

-программный;

-целевой;

-структурный.

Комбинации указанных способов дают комплексные методы управления – программно-целевой, программно-структурный, структурно-целевой и т.п.

Итерационный способ управления – это способ проб и ошибок. Он ха-

рактерен для случая, когда нет адекватной модели управляемой системы. Данный способ не гарантирует достижения системой целевого состояния даже при больших ресурсных затратах.

Управление по отклонению предполагает наличие обратной связи в системе, позволяющей измерять в каждый момент времени состояние систе-

мы Si, сравнивать с заданной траекторией управления и вырабатывать управляющие воздействия в нужном направлении. На рисунке 2.43 приведены возможные виды управления по отклонению в зависимости от вида управляющего устройства (человек или технический объект).

В программном управлении изменение функции Si = f(i) осуществляется по предварительно разработанной программе, исходя из изучения поведения адекватной модели системы. В этом случае обратной связи в системе управления может не быть, т.к. все данные о состоянии системы черпаются из ее модели.

Целевое управление предполагает изменение целей развития системы Si* на различных этапах управления. Цели могут изменяться в зависимости от внешних факторов, ресурсов и состояния системы.

При структурном управлении для достижения состояния S* меняется структура системы, т.е. ее количественный состав и связи между частями.

В программно-целевом управлении цели меняются по разработанной программе, в программно-структурном по программе меняется структура, а в структурно-целевом управлении изменяются цели развития каждой составной части системы.

Например, если рассмотреть управление качеством вновь разрабатываемых телевизионных приемников, то управление итерационным способом может быть реализовано за счет информационного анализа существующего уровня качества телевизоров на мировом уровне и многочисленных попыток модернизации конкретных их типов на конкретных предприятиях.

Управление качеством по отклонению предполагает наличие системы, которая непрерывно отслеживает качество выпускаемых телевизоров, исходя из рекламаций и анализа спроса на те или иные марки. Программное управление качеством предполагает наличие программы развития качества технических объектов на определенный период времени. При целевом управлении устанавливаются временные интервалы, в течение которых должны меняться

83

количественные показатели качества и устанавливаются их конкретные значения. В программно-целевом управлении разрабатывается программа развития количественных показателей качества, в программно-структурном управлении структура телевизора изменяется по заранее принятой программе, а в структурно-целевом управления – последовательно улучшаются количественные показатели составных частей выпускаемых телевизионных приемников.

х ос

в

а) – ручное управление; б) – автоматическое управление; в) – автоматизированное управление

Рисунок 2.43 – Виды управления по отклонению

84

Для математического описания управления системами создана и успешно используется теория автоматического управления, системные основы которой рассмотрены ниже.

В основу управления системами РЭС положен принцип поддержания постоянного значения управляемого сигнала у или его изменение по определенной программе. При этом программа либо заранее задается, либо изменяется во время эксплуатации системы в зависимости от конкретных условий. Программы управления могут быть временными, т.е. y = y(t), и параметри-

ческими, т. е. задаваться в текущих координатах: y = y (s1, s2, ..., sn), где s1, s2,

..., sn - некоторые физические параметры, характеризующие текущее состояние РЭС в процессе управления.

Закон управления, т.е. алгоритм формирования наиболее целесообразного сигнала управления z, должен обеспечивать требуемую точность, устойчивость и качество процесса управления. Математически закон управления может быть представлен уравнением управляющего устройства. Различают линейные и нелинейные законы управления. Линейные законы описываются линейными уравнениями, для которых разработаны многочисленные прикладные методы исследования устойчивости, точности и качества процесса управления. Для формирования линейных законов управления применяются конкретные схемы технических устройств. Нелинейные законы описываются разнообразными нелинейными уравнениями. Несмотря на отсутствие общей теории нелинейных законов, исследования и опыт применения отдельных частых видов нелинейных законов показывают, что их использование в системах управления значительно расширяет возможности целесообразного изменения точности и качества процессов управления. Нелинейные законы управления можно сгруппировать следующим образом:

а) функциональные, при которых управляющее воздействие на объект выражается в виде нелинейной функции от отклонения управляемой величины, поступающей на вход системы управления;

б) логические, при которых управляющее воздействие изменяется по сложному логическому алгоритму;

в) оптимизирующие, при которых управляющее воздействие способствует оптимальному управлению объектом по какому-либо параметру, характеризующему систему управления или объект управления;

г) параметрические, когда закон управления выражается в виде нелинейной функции текущих координат, в которых задается параметрическая программа.

Следует отметить, что нелинейные законы управления могут быть связаны как с изменением параметров системы управления, так и с изменением ее структуры.

Теория систем управления изучает общие принципы построения систем