Лекции по ИАСУ и АСПР / Раздел 2.Часть 3

§ 8. Принципы управления

Среди всех известных принципов управления выделяется несколько основных.

По степени автоматизации различают ручное, автоматизированное и автоматическое управление (см. раздел 1, § 12).

По использованию обратной связи с объектом управления выделяют управление с обратной связью и управление без обратной связи (§ 5).

По способу формирования управляющих воздействий выделяется управление по отклонениям и управление по возмущениям.

Обычно в системах управления применяется управление по отклонениям, согласно которому управляющие воздействия формируются на основе выявленных отклонений текущих значений параметров объекта управления от значений параметров цели (т.е. текущее состояние объекта управления фактически сравнивается с целью управления и по результатам рассогласования выбираются те или иные управляющие воздействия).

Управление по возмущениям заключается в формировании управляющих воздействий на основании возмущений, действующих на объект управления. Управляющие воздействия при этом направляются на отпарирование действия возмущений и служат для решения задачи регулирования (см. раздел 1, § 13).

§ 9. Проектирование системы управления

После выбора цели и постановки задачи осуществляется проектирование системы управления, которое сводится к проектированию всех ее элементов и установлению связей между ними. Кроме того, при проектировании открытой системы управления выделяется ее внешняя среда, включающая источники возмущений. При необходимости выделяются также прогнозируемые внутренние возмущения и их источники.

Наиболее трудоемким этапом разработки системы управления является проектирование управляющего объекта, часто - как сложной управляющей системы, имеющей иерархическую структуру. При этом учитываются различные ограничения, выделенные в задаче управления. Проектирование управляющей системы иногда называют ее организацией, а структуру получаемой при этом системы - организационной структурой управляющей системы (управляющего объекта).

В качестве отношений подчиненности в иерархической управляющей системе, как и, вообще, в любой иерархической системе, могут выступать отношения вложенности, указывающие на то, что один объект является внутренним объектом другого.

§ 10. Проектирование технологии управления

Как правило, еще до начала функционирования спроектированной системы управления человек-проектировщик прогнозирует траекторию ее движения (см. § 2), направленного на достижение цели управления (намечает путь решения задачи). При этом в его деятельности можно выделить три основных шага.

На первом шаге прогнозируется возможное движение системы управления, в необходимых случаях строится модель, аналогичная приведенной в § 2.

На втором шаге выделяются возможные пути достижения конечного состояния системы, включающего цель управления, производится их сравнительная оценка в соответствии с критерием (критериями) эффективности задачи.

На третьем шаге осуществляется выбор одного из указанных путей в качестве заданной траектории движения системы управления.

Деятельность проектировщика по прогнозированию движения системы управления связана с декомпозицией решаемой в системе задачи управления, в ходе которой уточняются состав и структура спроектированной ранее системы управления, выделяются необходимые подсистемы. В результате декомпозиции получают путь решения задачи, который находится в строгом соответствии с заданной траекторией движения системы управления: для перехода системы из одного состояния в другое необходимо решить соответствующую подзадачу задачи управления.

Конечное и промежуточные состояния системы управления выступают в качестве целей третьего вида (раздел 1, § 13). Каждая такая цель может включать основную подцель (новое состояние объекта управления) и дополнительные подцели (новые состояния других элементов системы управления). Пример дополнительной подцели - "остро отточенная лопата" (§ 3).

Последовательность взаимосвязанных чередующихся задач пути решения и состояний системы управления называется технологией управления в данной системе или просто технологией. Если объектом управления в системе являются данные, то технология называется информационной.

Таким образом, проектирование траектории движения системы управления осуществляется вместе с разработкой технологии управления. На крупных предприятиях этой деятельностью занимается отдел главного технолога.

Проектирование технологии управления осуществляется с привязкой задач и состояний системы управления ко времени в течение ее жизненного цикла, а также выделением координат, характеризующих текущее состояние данной системы в каждый момент.

§ 11. Система управления как организационная система

Введем определения.

Организационной системой называется система, по крайней мере двумя элементами которой являются люди или коллективы и по крайней мере одна связь представляет собой производственные отношения между людьми.

Иерархической организационной системой называется организационная система, в которой среди производственных отношений между людьми имеются отношения подчиненности.

Как следует из данных определений, элементами организационных систем могут быть не только люди, но и другие объекты - устройства, предметы труда, здания и сооружения и т.п. Этим организационные системы отличаются от всевозможных социальных систем в гуманитарных науках.

В качестве организационных и иерархических организационных систем принято рассматривать управляющие объекты различных систем управления (управляющие системы), содержащие людей, и, следовательно, сами системы управления.