Классификация систем управления

Системы управления бывают двух видов (рис. 3.2):

▪ САУ – система автоматического управления и

▪ АСУ - автоматизированная система управления.

 

 

Вид системы управления зависит от сложности системы, в которой выполняются процессы управления.

Разомкнутые САУ используются в простых системах, они не имеют контура обратной связи и действуют только входной поток информации и поток возмущающих воздействий (рис. 3.3).

 

В них измеряется возмущение V, вызывающее отклонение объекта от заданного I_вх, и вырабатывается воздействие U, компенсирующее возникшее возмущение, чаще всего вручную, поэтому управление производится грубое (не точное).

Примеры: В телевизоре упала громкость - увеличить звук, снизилась скорость автомобиля – нажать на газ, стало темно – включить свет, резец дает толстую стружку - уменьшить подачу, горячая вода в душе – открыть кран с холодной водой, упал напор воды в кране – больше открутить кран и т.д.

Замкнутые САУ используются в сложных системах, они имеют контур обратной связи и выполняют точное регулирование (управление), возвращающее объект в оптимальное состояние. Замкнутые САУ работают без участия человека (рис. 3.4).

 

 

Замкнутая САУ используется в сложных технических системах, где УО – является компьютер,, I_вх – программа компьютера, ПО – программное обеспечение, I_у - результат обработки сигналов I_вх, и I_пр2, который через преобразователь Пр1 превращается в I_пр1 и приводит в действие ИО, который с помощью сигналов U возвращает ОУ в заданное программой компьютера состояние. Внешнее возмущение V определяют значение I_ос, которое в Пр2 преобразуется в I_пр2 и поступает в компьютер. Пр1 и Пр2 предназначены для преобразования сигналов из машинного (двоичный дискретный код0 в сигналы, соответствующие физической природе ОУ (аналоговые – напряжение, ток, переменные, яркость, давление, скорость и т.п.) и обратно в машинный код.

В качестве УО в замкнутых САУ может применяться и механический регулятор, гидравлический распределитель, несложное счетно-решающее устройство (механическое или электронное) и др. с увеличением сложности системы они превращаются в большие, имеющие большое число подсистем и элементов, связи между которыми не всегда ясны и однозначны, а критерии функционирования не обладают достаточной четкостью. На языке кибернетики такие системы обладают большой степенью неопределенности, многими степенями свободы, разнообразие (количество состояний) системы велико и имеет стохастический (вероятностный) характер.

 

 

К таким условиям законы теории управления полностью не применимы и в контур управления включается лицо, принимающее решение (ЛПР), т.е. человек.

Такие системы называются автоматизированными системами управления (АСУ), которые отличаются от САУ наличием ЛПР в контуре управления (рис.3.5)

Принцип действия: ЛПР, получив информацию I_ос, о состоянии ОУ, обращается к ЭВМ с программным обеспечением ПО - поток I_вх. ЭВМ вырабатывает варианты решений с различными достоинствами и недостатками (поток I_вых). ЛПР анализирует рекомендованные альтернативы и принимает решение, которое в виде I_у поступает в ИО, который с помощью воздействий U переводит ОУ в необходимое состояние.

Пример. Министр (ЛПР), получив информацию I_ос о состоянии отрасли (ОУ) передает ее в ЭВМ (поток I_вх). Компьютер обрабатывает ее с помощью своего ПО, просчитывает и выдает все варианты достижения цели управления (поток I_вых). Министр выбирает один вариант и передает его (поток I_у) в аппарат Министерства (ИО), который вырабатывает необходимое воздействие U на отрасль (ОУ).