9128

Общие сведения о теории управления

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Введение. Общие сведения о теории управления. Говоря об управлении, речь идет об осуществлении целенаправленного воздействия на некий объект (объект управления). Объектом управления может являться живое или неживое, например, устройство, агрегат, си...

Русский

2013-02-24

83.5 KB

4 чел.

Введение. Общие сведения о теории управления.

Говоря об управлении, речь идет об осуществлении целенаправленного воздействия на некий объект (объект управления). Объектом управления может являться живое или неживое, например, устройство, агрегат, система, комплекс.

В дальнейшем речь пойдет об основах теории автоматического управления ТАУ и теории автоматического регулирования ТАР.

ТАУ базируется на: вычислительной математике, физике, электротехнике, электронике, теории вероятностей.

Принципы ТАУ используются в микропроцессорных системах, схемотехнике ЭВМ, схемотехнике АЦУ, периферийных устройствах.

ТАУ является одним из разделов технической кибернетики.

Кибернетика – это наука об оптимальном, целенаправленном управлении сложными системами.

Кибернетика – наука об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации.

Значительный вклад в становление кибернетики как науки внес советский математик А.А. Ляпунов. Так как всякое управление осуществляется посредством передачи информации, то кибернетика изучает процессы хранения, передачи, переработки и восприятия информации, способы её кодирования на разных языках, а также методы переработки информации и устройства, выполняющие эту переработку.

Определение Ляпунова: кибернетика – наука об общих закономерностях строения управляющих систем и течения процессов управления.

Основоположником кибернетики является Норберт Винер. Н. Винер в 1948 г. провозгласил понятие кибернетика. Н.Винер первый осознал и опубликовал положения об управлении в животном мире и технических устройствах. Общее в них – использование принципа отрицательной обратной связи (ООС). Для его реализации собирается информация о состоянии окружающей среды и в соответствии с целью управления организуется поведение, действие. В мире животных цель – выживание, продление рода. В технических устройствах: стабилизация напряжения, тока, скорости, температуры и т.д.

Зарождение и развитие ТАР и ТАУ связано с промышленной революцией и изобретением паровой машины, которая оказалась неустойчивой в силу её механических характеристик: чем больше пара поступает под поршень, тем быстрее перемещается вал поршня, а с другой стороны, чем быстрее перемещается вал, тем больше пара поступает и т.д. В результате машина разгоняется до поломки или пока хватает давления в паровом котле. Для устойчивости Дж. Уатт изобрел центробежный регулятор скорости: с вертикальным валом поршня вращаются со скоростью укрепленные в шарнирах трапеции грузы массой . При увеличении скорости вращения грузы под действием центробежной силы поднимаются. Перемещение используется для уменьшения сечения канала, по которому поступает пар. В результате скорость вращения вала уменьшается. Тогда грузы наоборот опускаются и сечение канала увеличивается, что приводит к увеличению скорости вращения и т.д. Это и есть отрицательная обратная связь.

Кибернетику подразделяют на теоретическую и техническую.

Теоретическая кибернетика:

- теория управляющих систем;

- теория информации;

- исследование операций;

- программирование и теория математических машин;

- математическое моделирование мыслительных процессов;

- математические вопросы семиотики.

Техническая кибернетика:

- теория систем автоматического регулирования и следящих систем;

- теория кибернетических систем управления техническими процессами;

- технические приложения разделов теоретической кибернетики.

Определения теории автоматического управления и регулирования:

Автоматическое регулирование – поддержание некоторой постоянной заданной величины, характеризующей процесс или изменение это величины по заданному закону, осуществляемое при помощи изучения состояния объекта или действующих на него возмущений, а также воздействия на регулирующий орган.

Пример: автоматический регулятор скорости вращения вала двигателя постоянного тока (аналогично регулятор температуры, давления, напряжения и т.д.).

Автоматическое управление – автоматическое осуществление совокупности воздействий, выбранных из множества возможных на основании определенной информации, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с целью управления.

Пример: автопилот самолета, система самонаведения снаряда на цель.

Развитие ТАУ и ТАР связано с разрешением противоречия: увеличение точности регулирования (управления) негативно сказывается на устойчивости системы: система из устойчивого состояния может перейти в граничное состояние или стать неустойчивой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28001. Проблемы производства экологически безопасной с/х продукции. Экономический механизм стимулирования производства экологически безопасной продукции 8.6 KB
  Экономический механизм стимулирования производства экологически безопасной продукции. Принципы экономического стимулирования выработаны и продолжают вырабатываться практикой. Комплексность системность всесторонность стимулирования означающая обязательность стимулирования использования современных технологических процессов если они имеют целью ресурсосбережение и проводятся экологически приемлемыми методами а также и собственно природоохранных мероприятий утилизация отходов строительство очистных сооружений в целях...
28002. Радионуклиды в агроэкосистеме: перенос радионуклидов по с/х цепочкам и их миграция в агроценозах 2.32 KB
  Основными источниками техногенных радионуклидов в агросфере являются остаточные количества долгоживущих радв поступивших в нее в результате испытаний ядерного взрыва выбросов и сбросов радов при работе атомных электростанций и др предприятий полного ядерного топливного цикла. Рост химизации с х ведет к увеличению применения удобрений и мелиорантов с повышенным содержанием естественных радов. Почва обладает уникальной сорбционной способностью по отношению к поступающим в нее радов.
28003. Сравнительный анализ функционирования естественных экосистем и агроэкосистем. Устойчивость эко(агроэко)системы: толерантность, уязвимость, гетерогенность агроценозов 5.26 KB
  Экосистемы – исторически сложившееся в биосфере и на той или иной территории открытые но целостные и устойчивые системы живых организмов. Агроэкосистемы – вторичные измененные человеком биогеоценозы основу которых составляют искусственно созданные биотические сообщества объединяемые видами живых организмов. Особенность агросистем в отличии от экосистем их неусточивость то есть к способности саморегуляции.
28004. Формирование биогенной нагрузки в природных аграрных системах. Естественные потери биогенных веществ в земледелии, животноводстве и селитебных территорий 4.24 KB
  Естественные потери биогенных веществ в земледелии животноводстве и селитебных территорий. Интенсивно развивающееся сельское хозяйство – это наиболее активный источник поступления биогенных элементов. Влияние с х как источника поступления биогенных веществ в природные ресурсы возрастает в связи с увеличением распаханности территорий трансформацию угодий мощной техникой развитием процессов химизации на основе минеральных и органических удобрений. Потери биогенных веществ в растениеводстве условно можно разделить на...
28005. Функционирование агроэкосистем в условиях техногенеза 4.85 KB
  Функционирование агроэкосистем в условиях техногенеза. Агроэкосистема АЭС – совокупность биогенных и абиогенных компонентов участков суши преобразованных человеком используемых для производства сельхозпродукции. Основа АгроЭкоСистем – почва с х угодия. Типы АгроЭкоСистем: Пропашное земледелие Многолетнее земледелие Многоурожайное земледелие МезоАЭС крупномасштабная МикроАЭС грядка Суша занимает площадь 149 млрд.
28006. Экологизация сельскохозяйственного производства 4.56 KB
  Природоразрушающий ресурсоемкий тип развития АПК требует пересмотра сложившейся теории и на практике техногенной концепции развития АПК. Главным принципом развития АПК должна стать экологизация с х производства всех мероприятий по развитию с х учет природных особенностей функционирования земельных ресурсов. для изменения приоритетов в распределении ресурсов капитальных вложений в АПК усилить природоохранную роль затрат. Для преодоления негативных тенденций в развитии АПК скорейшего решения...
28007. Экологическая биотехнология. Возможности увеличения производства экологически безопасной продукции на основе биопроизводства 2.52 KB
  Возможности увеличения производства экологически безопасной продукции на основе биопроизводства. Среди новых направлений биотехнологии способствующих получению экологически безопасной продукции следует отметить применение микробиологических удобрений промышленную переработку бытовых отходов индустриальную технологию компостирования отходов животноводства и др. микробиологические удобрения повышают продуктивность растений и кол во растительной продукции. Азотфиксирующие микроорганизмы служат прекрасной основой для...
28008. Экологически безопасные технологии и оптимизация обработки почвы 3.73 KB
  Поэтому нужна разработка таких сельскохозяйственных машин и орудий которые при общей эффективности должны оказывать минимальный вред окружающей среде а именно: Сократить выбросы от с х машин и орудий Уменьшить нагрузку на почву путем изменения конструктивной особенности техники Внедрение двигателей с высоким КПД но низким потреблением топлива.
28009. Экологические аспекты применения сточных вод при орошении. Ценность сточных вод в повышении плодородия почв. Контроль загрязнения почв 12.86 KB
  Ценность сточных вод в повышении плодородия почв. Сточные воды используются для орошения на специальных участках земледельческих полях орошения ЗПО. Под последними понимаются водохозяйственные объекты оборудованные для непрерывного приема определенного количества сточных вод в течение всего года с целью их очистки или доочистки и использования для орошения.