Система управления

Система управления

Структура управления — систематизированный (строго определенный) набор средств сбора сведений о подконтрольном объекте и средств воздействия на его поведение с целью достижения определённых целей. Объектом системы управления могут быть как технические объекты, так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей. Системы управления с участием людей как объектов управления зачастую называют системами менеджмента.

Техническая структура управления — устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем.

Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния. В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг и т. д. Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т. д. Анализ и синтез систем управления проводится методами специального раздела математики — теории управления.

Структуры управления разделяют на два больших класса:

Содержание

Типы систем автоматического управления

Обобщенная схема САУ

Система автоматического управления, как правило, состоит из двух основных элементов — объекта управления и управляющего устройства.

По цели управления

Объект управления — изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например вследствие управляющих или возмущающих воздействий.

Системы автоматического регулирования

  • Системы автоматической стабилизации. Выходное значение поддерживается на постоянном уровне (заданное значение — константа). Отклонения возникают за счёт возмущений и при включении.
  • Системы программного регулирования. Заданное значение изменяется по заранее заданному программному закону f. Наряду с ошибками, встречающимися в системах автоматического регулирования, здесь также имеют место ошибки от инерционности регулятора.
  • Следящие системы. Входное воздействие неизвестно. Оно определяется только в процессе функционирования системы. Ошибки очень сильно зависят от вида функции f(t).

Системы экстремального регулирования

Способны поддерживать экстремальное значение некоторого критерия (например, минимальное или максимальное), характеризующего качество функционирования данного объекта. Критерием качества, который обычно называют целевой функцией, показателем экстремума или экстремальной характеристикой, может быть либо непосредственно измеряемая физическая величина (например, температура, ток, напряжение, влажность, давление), либо КПД, производительность и др.

Выделяют:

  • Системы с экстремальным регулятором релейного действия. Универсальный экстремальный регулятор должен быть хорошо масштабируемым устройством, способным исполнять большое количество вычислений в соответствии с различными методами.
    • Сигнум-регулятор используется как аналоговый анализатор качества, однозначно характеризующий лишь один подстраиваемый параметр систем. Он состоит из двух последовательно включенных устройств: Сигнум-реле (D-триггер) и исполнительный двигатель (интегратор).
    • Экстремальные системы с безинерционным объектом
    • Экстремальные системы с инерционным объектом
    • Экстремальные системы с плавающей характеристикой. Используется в случае, когда экстремум меняется непредсказуемым или сложно идентифицируемым образом.
  • Системы с синхронным детектором (экстремальные системы непрерывного действия). В прямом канале имеется дифференцирующее звено, не пропускающее постоянную составляющую. Удалить или зашунтировать по каким-либо причинам это звено невозможно или неприменимо. Для обеспечения работоспособности системы используется модуляция задающего воздействия и кодирование сигнала в прямом канале, а после дифференцирующего звена устанавливают синхронный детектор фазы.

Адаптивные системы автоматического управления

Служат для обеспечения желаемого качества процесса при широком диапазоне изменения характеристик объектов управления и возмущений.

По виду информации в управляющем устройстве

Замкнутые САУ

В замкнутых системах автоматического регулирования управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. Связь выхода системы с его входом называется обратной связью. Сигнал обратной связи вычитается из задающего воздействия. Такая обратная связь называется отрицательной.

Разомкнутые САУ

Сущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной программе управления. То есть управление осуществляется «вслепую», без контроля результата, основываясь лишь на заложенной в САУ модели управляемого объекта. Примеры таких систем : таймер, блок управления светофора, автоматическая система полива газона, автоматическая стиральная машина и т. п.

В свою очередь различают:

  • Разомкнутые по задающему воздействию
  • Разомкнутые по возмущающему воздействию

Характеристика САУ

В зависимости от описания переменных системы делятся на линейные и нелинейные. К линейным относятся системы, состоящие из элементов описания, которые задаются линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями.

Если все параметры уравнения движения системы не меняются во времени, то такая система называется стационарной. Если хотя бы один параметр уравнения движения системы меняется во времени, то система называется нестационарной или с переменными параметрами.

Системы, в которых определены внешние (задающие) воздействия и описываются непрерывными или дискретными функциями во времени относятся к классу детерминированных систем.

Системы, в которых имеет место случайные сигнальные или параметрические воздействия и описываются стохастическими дифференциальными или разностными уравнениями относятся к классу стохастических систем.

Если в системе есть хотя бы один элемент, описание которого задается уравнением частных производных, то система относится к классу систем с распределенными переменными.

Системы, в которых непрерывная динамика, порождаемая в каждый момент времени, перемежается с дискретными командами, посылаемыми извне, называются гибридными системами.

Примеры систем автоматического управления

В зависимости от природы управляемых объектов можно выделить биологические, экологические, экономические и технические системы управления. В качестве примеров технического управления можно привести:

См. также

Ссылки

Литература

  • Первозванский А. А. Курс теории автоматического управления. М., Наука, 1986
  • Поляк Б. Т., Щербаков П. С. Робастная устойчивость и управление. М., Наука, 2002
  • Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М., Наука, 1966
  • Цыпкин Я. З. Основы теории автоматических систем. М., Наука, 1977
  • Новиков Д. А. Теория управления организационными системами. 2-е изд. — М.: Физматлит, 2007.
  • Красовский А. А. Динамика непрерывных самонастраивающихся систем. М. 1963
  • Моросанов И. С. Релейные экстремальные системы. М., Наука, 1964
  • Кунцевич В. М. Импульсные самонастраивающиеся и экстремальные системы автоматического управления. К, Наука, 1966
  • Растригин Л. А. Системы экстремального управления. М., Наука, 1974

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Система управления" в других словарях:

  • система управления — Совокупность административных органов, методов и технических средств управления, обеспечивающих выполнение задач управления [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] система управления Система политик,… …   Справочник технического переводчика

  • СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ — система, в которой протекают процессы управления; подразделяется на управляющую и управляемую подсистемы. Разделение явилось объективной необходимостью, вызванной усложнением процессов деятельности во всех ее областях, постоянным ростом… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • система управления — машины; система управления Система, обеспечивающая согласованность перемещений всех исполнительных органов в соответствии с заданной программой машины. Система, состоящая из управляющего объекта и объекта управления …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ — совокупность управляемого объекта и устройства управления, действие которой направлено на поддержание или улучшение работы объекта. (АСУ), система автоматического управления (САУ) …   Большая политехническая энциклопедия

  • СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ — СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, средство, при помощи которого в каком либо процессе поддерживается соответствие с заранее заданными инструкциями посредством поддержания некоторых параметров на постоянном уровне или изменения их согласно заданному плану.… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Система управления — [cont­rol system] см. Управляющая система, Управление экономической системой …   Экономико-математический словарь

  • система управления — сущ., кол во синонимов: 1 • управительство (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • Система управления — совокупность звеньев, осуществляющих управление, и связей между ними. Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 …   Словарь бизнес-терминов

  • система управления — 24. система управления: Система, используемая для управления, защиты, контроля и отображения информации о состоянии промышленной газотурбинной установки [газотурбинного двигателя] на всех режимах работы. Источник: ГОСТ Р 51852 2001: Установки… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • система управления — valdymo sistema statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control system vok. Steuersystem, n rus. система управления, f pranc. système de commande, n …   Automatikos terminų žodynas

Книги

Другие книги по запросу «Система управления» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»