Лекции по ИАСУ и АСПР / Раздел 2.Часть 2

§ 4. Управление

Ранее под управлением мы понимали любую осознанную, целенаправленную деятельность человека (см., например, введение к изучаемому курсу). Материал из § 1 позволяет дать более точное определение:

Управление - это движение управляющего объекта в системе управления, направленное на достижение цели, причиной которого считается осознанная деятельность человека.

Из этого определения следует, что не всякое движение, происходящее в управляющем объекте, представляет собой управление. Во-первых, к управлению не относится любая деятельность, не направленная на достижение цели: например, если человек, копающий яму (см. § 3), бросил лопату и закурил. С другой стороны, курение также может быть отнесено к управлению, если оно рассматривается как необходимый технологический перерыв, который помогает восстановить силы и тем самым косвенно способствует достижению цели (см. далее § 15). Определяющим в данном случае является мнение проектировщика системы управления.

Во-вторых, управлением не считается любое движение в управляющем объекте, которое не было предусмотрено проектировщиком, даже если оно направлено на достижение цели. Например, если яму в отсутствие работника выкопает кто-то посторонний. Забегая вперед отметим, что речь в данном случае идет о положительном возмущении (см. § 6).

В заключение отметим, что известно большое число определений понятия "управление", которые так или иначе связаны с деятельностью управляющего объекта системы управления.

§ 5. Связи в системах управления

В дальнейшем понадобится ряд определений, относящихся к связям в системах управления.

Интервал времени от момента получения управляющим объектом объектом информационных воздействий и до момента выдачи на объект управления соответствующих управляющих воздействий называется циклом управления.

Таким образом, жизненный цикл системы управления (§ 2) складывается из отдельных циклов управления.

Связь управляющего объекта с объектом управления в виде управляющих воздействий называется также прямой связью с объектом управления, а связь объекта управления с управляющим объектом в виде информационных воздействий - обратной связью с объектом управления или цепью обратной связи.

Контур, образованный обратной и прямой (именно в такой последовательности!) связями с объектом управления, называется контуром управления.

Выделяют отрицательную и положительную обратные связи: в первом случае отклонения значений параметров объекта управления от их предшествовавших значений в процессе управления уменьшаются (движение объекта управления "замедляется"), во втором - увеличиваются (движение "ускоряется").

Иногда (очень редко) выдача управляющих воздействий в системах управления рассматривается независимо от предшествовавших информационных воздействий. В этом случае говорят об управлении без обратной связи и системах управления без обратной связи.

§ 6. Системы управления с возмущениями

Введем следующее определение.

Возмущение (в системе управления) - это любое воздействие на внутренние объекты системы управления, не являющееся частью управления или его прогнозируемым следствием, но влияющее на достижение цели управления.

Другими словами, к возмущению человек относит все то, что происходит независимо от него, как правило, неожиданно, и либо мешает ему достичь цели, либо, наоборот, помогает. В первом случае говорят об отрицательных, а во втором - о положительных возмущениях. Примеры возмущений приведены в § 4.

Объект, воздействие которого на тот или иной внутренний объект системы управления представляет собой возмущение, называется источником возмущения. Если источник возмущения является внутренним объектом системы управления, то возмущение называется внутренним, а если он является объектом внешней среды (в случае открытой системы управления), то возмущение называется внешним.

Из сказанного следует, что, во-первых, возмущения могут действовать на любые внутренние объекты системы управления - элементы (включая цель управления), связи, подсистемы и т.п. Во-вторых, любое воздействие на открытую систему управления из ее внешней среды заведомо не относится к управлению и может быть только возмущением даже в том случае, если оно является частью управления в вышестоящей системе. Согласно введенному определению каждое подобное возмущение является внешним.

Внутренние возмущения могут классифицироваться следующим образом: они либо не направлены на достижение цели (рабочий изготовил на станке предмет личного потребления), либо не одобрены проектировщиком системы (самовольное изменение технологии), либо не предусматривались им как результат управления (возгорание объекта).

Отметим, что источники внешних возмущений, а также сами возмущения могут быть включены в систему управления как дополнительные элементы и связи. Тем самым из открытой системы управления с возмущениями получается замкнутая система (см. раздел 1, § 10), в которой бывшие объекты внешней среды имеют "вспомогательное" значение.

§ 7. Примеры возмущений в производственном процессе (по И.Юсупову)

Соответствующие данные удобно представить с помощью следующей таблицы:

№ п/п	Возмущение	Источник	Объект, на который действует возмущение	Внешнее или внутреннее	Положительное или отрицательное
1	2	3	4	5	6
1	Несвоевременное поступление материалов	Сбой в работе транспорта	Объект управления	Внешнее	Отрицательное
2	Преждевременный уход с работы	Производственные травмы рабочих	Управляющий объект	Внутреннее	Отрицательное
3	Остановка технологического оборудования	Сбои в снабжении энергией	Управляющий объект	Внешнее	Отрицательное
4	Получение высокопроизводительного оборудования	Решение вышестоящей системы управления	Управляющий объект	Внешнее	Положительное