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

58014. Гістотехнології. Основні напрямки біотехнології 80.5 KB
  Мета: розглянути один з нових напрямів біотехнології який займається створенням біологічних замісників тканин і органів; формувати поняття тканинна інженерія розвивати інтелектуальні здібності логічне мислення; виховувати бережливе ставлення до живих організмів та власного здоровя...
58016. ГЛОБАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ЛЮДСТВА 30.5 KB
  Також з являється страшна проблема озброєння і збереження миру на Землі проблема збільшення чисельності населення на планеті проблеми з виробництвом та використанням все більших і більших обсягів енергії продуктів харчування тощо.
58017. ГРАФІЧНИЙ СПОСІБ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ РІВНЯНЬ 197 KB
  Алгоритм графічного способу розвязування рівнянь; вигляд і властивості функцій; означення коренів рівняння; що означає розвязати рівняння. Визначати вид функції та її графіка; будувати графіки функцій; розвязувати рівняння графічним способом; аналізувати порівнювати робити висновки щодо розвязків рівняння.
58018. Графіки - джерело інформації 81.5 KB
  Мета уроку: закріпити знання учнів про зміст поняття «графік залежності» та спосіб побудови графіків руху та зміни температур; продовжити роботу по формуванню вмінь будувати графіки з залежності величин за даними таблиці, робити опис деяких властивостей залежності за графіком...
58019. Графічні зображення в текстових документах Розробка урока-ділової гри 53.5 KB
  Мета ознайомити учнів з прийомами створення та обробки графічних обєктів способами вставки малюнків та обєктів з інших додатків до текстового документа; розвивати мовлення учнів вміння робити висновки вміння працювати з додатковими матеріалами аналізувати інформацію виділяти головне...
58020. Перетворення графіків. Квадратична функція 292 KB
  Мета: підготуватися до контрольної роботи. Узагальнити та систематизувати знання з даної теми, формувати вміння виконувати перетворювання графіків, будувати графіки квадратичної функції; розвивати логічне мислення, культуру математичної мови і записів, виховувати інтерес до математики, старанність, відповідальність перед товаришами.
58021. Быт и традиции древних греков 41 KB
  Обучающие: изучить быт и традиции спартиатов и афинян; охарактеризовать особенности воспитания граждан в различных полисах древней Греции; сформировать у учащихся представления о древних Олимпийских играх; познакомить учащихся с историческими источниками позволяющими получить необходимую информацию...
58022. Греко-персидские войны 76.5 KB
  Цели урока: изучить причины ход и сформулировать итоги греко-персидских войн рассмотреть ход основных битв; формировать умения: заполнения хронологических таблиц исторических событий изучения событий в логике причины ход следствие описания и анализа хода исторических событий...