В чем отличие замкнутых и разомкнутых систем управления?

СОДЕРЖАНИЕ

1. В чем отличие замкнутых и разомкнутых систем управления?.......... 2

2. В чем суть модельного подхода к автоматизации проектирования экономической информационной системы?............................................. 6

3. Что значит понятие «предикат»?........................................................... 10

Список используемой литературы............................................ 13

В чем отличие замкнутых и разомкнутых систем управления?

Прежде чем говорить об отличиях замкнутых и разомкнутых систем управления, рассмотрим что такое система управления.

Процессы управления присущи как живой, так и неживой природе. С управлением мы сталкиваемся в своей жизни повсеместно. Это и государство, которым управляют соответствующие структуры; это и ЭВМ, работающая под управлением программы, и т.д.

Совокупность объекта управления (ОУ), управляющего органа (УС) и исполнительного органа (ИС) образует систему управления, в которой выделяются две подсистемы: управляющая подсистема (УО и ИС) и управляемая подсистема (ОУ). В процессе функционирования этой системы управляющий орган (УО) получает осведомляющую информацию о текущем состоянии объекта управления (ОУ) и входную информацию о том, в каком состоянии должен находиться объект управления. Отклонения объекта управления от заданного состояния происходят под воздействием внешних возмущений. Результатом сравнения информации в управляющем органе является возникновение управляющей информации, которая воздействует на исполнительный орган (ИС). На основе информации исполнительный орган вырабатывает управляющее воздействие, которое ликвидирует отклонение в объекте управления.

Наиболее сложным звеном в системе управления является управляющий орган. Здесь степень сложности определяется количеством выполняемых функций, т.е. управляющий орган должен уметь производить наибольшее разнообразие действий. Это естественно, так как на любое состояние объекта управления управляющий орган должен отреагировать соответствующим образом, своевременно обработав поступившую в него информацию и выработав управляющую информацию.

Для функционирования системы управления необходима информация. Существует три ее потока:

1) Информация сообщает управляющему органу о множестве возможных состояний объекта управления и управляющего органа, а также о том, в каком из состояний должен находиться объект управления при заданных внешних условиях.

2) Это информация обратной связи. Понятие обратной связи является фундаментальным в теории управления. В общем случае под обратной связью понимают передачу воздействия с выхода какой-либо системы обратно на ее вход. В системах управления обратная связь является информационной, и с ее помощью в управляющую подсистему поступает информация о текущем состоянии управляемой подсистемы.

3) Третий информационный поток - это информация, возникшая в результате обработки в управляющем органе информации первых двух потоков и управляющая работой исполнительного органа.

Очень важным компонентом входной информации является информация о цели управления, либо управление бессмысленно, если не направлено на достижение определенной цели. Если управление наилучшим образом соответствует поставленной цели, то такое управление называется оптимальным. Критерием оптимальности управления является некоторая количественно измеряемая величина, отражающая цель управления. Математическая запись критерия оптимальности носит название целевой функции. При оптимальном управлении значение достигает экстремума (максимума или минимума в зависимости от критерия оптимальности).

Ярко выраженный целевой информационный характер управления подтверждается его определением: управление есть процесс целенаправленной переработки информации.

В зависимости от того, в какой системе (простой, сложной, большой) производится управление, различают системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные информационные системы.

Как правило, САУ используются в технических системах, и в качестве управляющего органа (УО) используется компьютер, который с помощью программы выдает результат обработки информации, обычно физический сигнал. Сигнал управления (Ч), который через преобразователь (Пр1) приводит в действие исполнительный орган (ИО), возвращающий объект управления (ОУ) в заданное программой компьютера состояние. Состояние ОУ, меняющееся под воздействием внешних возмущений определяет значение сигнала обратной связи (I), которое через преобразователь (Пр2) поступает в компьютер (УО). Преобразователи необходимы для изменения природы проходящих через них сигналов, так как элементы системы могут быть различны по своей физической сути.

Автоматическое управление осуществляется, как правило, в простых системах, в которых заранее известны описание объекта управления и алгоритм управления им.

По принципу управления системы автоматического управления могут быть разомкнутыми и замкнутыми. В замкнутых системах (рисунок 1) реализуется идея обратной связи, благодаря которой информация об отклонении управляемого объекта от заданного состояния позволяет выработать воздействие, возвращающее объект в это состояние.

		Канал обратной связи
			Канал прямой связи

Рисунок 1. Замкнутая система управления.

По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющем органе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, управляемый объект соединен с управляющим органом каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющем органе эта информация используется для выработки новых сигналов управления, направляемых к управляемому объекту.

Рассмотрим простейший пример управления – поддержание постоянно заданной температуры в электрической печи (или термостате). Выполняя эту задачу вручную (без применения средств автоматики), человек должен: 1) наблюдать за показаниями термометра, 2) сравнивать эти показания с заданной температурой и 3) при наличии разности между заданным и наблюдаемым значениями передвигать ползунок регулируемого реостата, изменяя силу тока и температуру электронагревательного прибора таким образом, чтобы эта разность стремилась к нулю.

Структура автоматической системы, предназначенной для решения такой задачи, сводится к схеме, изображенной на рисунке 2.

		Контроль
		Управление

Рисунок 2. Автоматическая замкнутая система управления.

Датчик (измерительный орган) измеряет величину, подлежащую регулированию (температуру) и преобразует ее в другую величину, более удобную для использования в управляющем органе. Последний воспринимает эту информацию, сравнивает ее с заданным значением и при наличии расхождения передает соответствующую команду на исполнительный орган, который и восстанавливает заданное значение регулируемой величины (в нашем случае - температуры). В качестве исполнительных органов используются устройства, непосредственно воздействующие на технологический процесс (двигатели, электромагниты и т.п.).

Такие системы представляют собой типичный пример систем автоматического регулирования.

Но управление не всегда происходит по замкнутой схеме. Например, светофор не может воспринимать текущую информацию. Он только выдает управляющее воздействие. Такой процесс называется разомкнутой системой управления.

В разомкнутых системах измеряется возмущение, отклоняющее объект от заданного состояния, и вырабатывается воздействие, компенсирующее возникшее возмущение. Такая система не способна длительное время управлять неустойчивым объектом.