3.2. Класи задач та види управління

При визначенні видів та принципів управління враховуються дві основні вимоги:

мета управління та його вид повинні узгоджуватись з видом бажаного функціонування об’єкта (з метою функціонування);

принципи управління та значення управляючих діянь повинні узгоджуватись з властивостями об’єкта.

Не дивлячись на величезну різноманітність фізичних принципів функціонування та призначення технічних об’єктів, класи задач управ-ління обмежені:

1. Задача забезпечення заданного характеру зміни координат чи деяких функцій від них об’єкта управління – автоматизація ТП.

2.Задачі корекції динамічних властивостей ОУ, наприклад:

переведення з природнього нестійкого процесу в ОУ в стійкий;

переведення коливальних процесів в аперіодичні і т.д.

Часто – для пересування об’єктів, зокрема літальних апаратів.

3. Задачі компенсації збурень (зовнішніх та внутрішніх) з метою збереження бажаного характеру функціонування ОУ:

підзадачі компенсації збурень, які викликають відхилення координат стану (координатні). В рівняннях динаміки – це додаткові члени в правій частині;

підзадачі компенсації збурень, які приводять до небажаних змін динамічних властивостей (параметричні збурення) – параметрів тепло- та масопередачі і т.д. В диференційних рівняннях – змінні, або коефіцієнти, які залежать від часу або координат інших процесів;

підзадачі компенсації збурень, які приводять до небажаних змін структури об’єктів (структурні).Це може бути: зміна працездатності елементів; порушення зв’язків між елементами (порушення цілістності)

Ці структурні збурення можуть бути внутрішніми (дефекти об’єкта чи його елементів; еволюція властивостей ОУ) та зовнішніми (збурення, які виходять за рамки технічних умов експлуатації.

Внутрішні збурення та їх вплив – предмет досліджень теорії надійності, для зовнішніх – теорії живучості.

4. Задачі координації взаємодії підсистем

Для чотирьох основних класів задач організуються такі види управління:

координатне, управляючі дії якого - зміни фізичних потоків, обмеження області допустимих значень координат або показників якості процесів в ОУ;

параметричне, управляючі дії якого – зміни значень фізичних параметрів елементів об’єкта;

структурне, управляючі дії якого – зміни складу елементів та (чи) зв’язків між ними та режимів функціонування.

Для ТК С – комбінації видів управління.

3.3. Типові функціональні структури систем управління

Об’єм задач управління та необхідні його види однозначно визначаються внутрішніми властивостями об’єкта, його структурою та необхідними показниками функціонування. Для ТК формування функціональної структури системи управління має особливе значення.

Функціональна структура – сукупність функцій системи, як сукупність операцій (дій), які забезпечують досягнення частинних цілей (результатів) функціонування системи.

Для організації процесу управління будь-якого виду реалізується деякий універсальний набір функцій, що складають типову функціональну структуру. Це такі функції:

інформаційні – вимірювання, збір, сортування, узагальнення та розподіл даних про стан ОУ;

програмування режимів управління – перетворення зовнішніх завдань, наприклад від системи вищого рівня, в сукупність установок для підсистем, обмежень області станів, показників якості управління, програм зміни управлінь;

вироблення управляючих діянь – сукупність операцій (дій), які визначають значення параметрів управляючих дій на основі вихідних даних реалізації інформаційної функції та функції програмування ре-жимів управління;

реалізації управляючих дій – реалізує результати попередньої функції у фізичні управління на об’єкт.

Для структурного управління виділяють свої функції:

технічного діагностування – це специфічна інформаційна функція, яка передбачає контроль зміни технічного стану, пошук місця зміни цього стану, оцінка глибини (об’єму) зміни стану об’єкта діагностування.

При накопиченні відхилень від норми експлуатаційних пара-метрів об’єкта структурного управління реалізуються свої функції:

реконфігурації структури об’єкта – оцінка стану попередньою функцією, пошук допустимої структури об’єкта на виділених варіантах, визначення кращого варіанту, зміна зв’язків та режимів функціонування елементів системи, контроль результатів впливу на структуру об’єкта;

аварійного захисту: оцінка типу відмови в об’єкті (проста чи аварійна), а коли аварійна – локалізація області її впливу на працездатні елементи системи, переведення об’єкта за допомогою реконфігурації структури в один з працездатних станів або в такий, що відповідає простим відмовам;

управління резервами – виявлення за даними функції технічного діагностування порушень працездатності елемента об’єкта, включення резервних елементів, контроль результатів заміни елементів;

технічного обслуговування і ремонту – виявлення за даними функції технічного діагностування об’єму та змісту відновлювальних робіт, режиму функціонування об’єкта, проведення операцій обслуговування та ремонту, контроль якості відновлювальних робіт.

Реалізація функцій структурного управління має свої особливості:

реалізація функцій резервування, автоматичної реконфігурації, технічного діагностування виконується децентралізовано, тобто ці функції поєднуються та часто конструктивно об’єднуються з технічними засобами (а часом і програмними) функцій координатного та параметричного управлінь;

в процесі розробки системи управління функції структурного управління повинні розроблятись так, щоб забезпечити і розв’язання системних питань: - глибина охоплення, ефективність, уніфікація способів та засобів реалізації і інш.

Самі контури структурного управління повинні певним чином взаємодіяти між собою: так контур реконфігурації структури доцільно включати після того, як вичерпані передбачені резерви, а контури ремонту і технічного обслуговування не лише за інформацією від технічного діагностування, а й від контурів управління резервами, реконфігурації, аварійного захисту і т.д.

Функціональні структури координатного та парамет-ричного управлінь. Ці структури розглядаються разом тому, що:

способи компенсації збурень на координати певною мірою забезпечують компенсацію і параметричних збурень;

ці контури разом з ОУ виступають як об’єкт управління для контура структурного управління.

Варіанти функціональних структур обираються за двома факторами:

• видом цілі (задачі) управління,

• способом компенсації збурень