9. Декомпозиция целей управления в сау.

На практике задача управления, как правило, расчленяется на несколько взаимосвязанных, но в то же время относительно самостоятель­ных задач, что приводит и к расчленению системы управления на более мел­кие соподчиненные подсистемы. Подобное скоординированное между собой расчленение задач и систем управления получило название декомпозиции за­дач и систем управления.

Как правило, из общей задачи управления выделяется задача устранения (или, по крайней мере, сведения к допустимому минимуму) вредного влия­ния на достижение цели управления действующих на объект неконтролируе­мых возмущений, а также неконтролируемых погрешностей в задании моде­ли объекта, т. е. задача, которая в структуре замкнутой системы управле­ния (рис. 1.1, б) решается на основе рабочей информации, получаемой конт­роллером по каналу обратной связи. Эта относительно самостоятельная часть задачи управления получила название задачи регулирования объекта, а часть системы управления, выполняющая эту задачу, — подсистемы ре­гулирования.

В результате подобной декомпозиции задачи управления контроллер расчленяется на два соподчиненных блока:

1) регулирующий, осуществляющий функции регулирования; этот блок обычно называется автоматическим регулятором, или просто регулятором;

2) командный, вырабатывающий командное воздействие на регулятор таким образом, чтобы была достигнута цель управления.

Рис. 3.5. Функциональная схема системы автоматического управления.

Структура системы управления в этом случае приобретает указанный на рис. 1.2 вид. Командное воздействие и (t), вырабатываемое командным бло­ком КБ, подается на вход подсистемы регулирования (на схеме она очерче­на штриховой линией), где на основании выявленного отклонения управля­емой величины от командного воздействия е_р (t) = и (t) — у (t) регулятор Р формирует управляющее воздействие \i (t). Выявление отклонения е_р (t) происходит в сумматоре, обозначенном на схеме кружком; знак, с которым берется каждое слагаемое, указан у концов соответствующих стрелок, вхо­дящих в сумматор.

Смысл подобного, опосредствованного через подсистему регулирования, управления состоит в том, что отклонения управляемой величины от ее за­данного значения, вызванные возмущениями и другими неучтенными факто­рами, достаточно эффективно устраняются регулятором, так что такую сис­тему управления можно рассматривать как систему управления объектом без возмущений (см. рис. 1.1, а), функции которого теперь выполняет подсистема регулирования в целом.

Рассмотренную систему управления (рис. 1.2) можно считать двухуров­невой: первый (нижний) уровень образует подсистема регулирования, вто­рой — система управления со структурой, показанной на рис. 1.1, а, в кото­рой в качестве контроллера КН выступает КБ, а в качестве объекта ОБ — подсистема регулирования. Такого рода двухуровневые (а в общем случае и многоуровневые) структуры систем управления, в которых верхний уровень выполняет командные функции по отношению к нижестоящему уровню, получили название иерархических структур систем управления. Расчлене­ние системы на соподчиненные уровни, на каждом из которых решается своя, относительно простая частная задача управления, позволяет сравнительно просто и эффективно решать общую задачу управления.