Разомкнутые и замкнутые системы управления для физических, производственных и социально-экономических объектов и процессов.
Преобразование, целенаправленная обработка информации — важнейший из информационных процессов.
В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух систем — управляющей и управляемой. Если они соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью.
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.
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
Обратная связь при управлении для физических, производственных и социально-экономических объектов и процессов.
Система управления представляет собой совокупность объекта управления. Управленческий аппарат объединяет сотрудников, формулирующих цели, разрабатывающих планы, устанавливающих требования к принимаемым решениям, а также контролирующих их выполнение. В задачу объекта управления входит и выполнение планов, разработанных управленческим аппаратом, т. е реализация той деятельности, для которой создавалась система управления. Оба компонента системы связаны прямой и обратной связью. Прямая связь выражается потоком директивной информации направляемой от управленческого аппарата к объекту управления. Обратная связь представляет собой поток отчетной информации < выполнении принятых решений, идущий в обратном направлении.
Структура системы управления: П – прямая связь; О – обратная связь.
Обра́тная связь — это процесс, приводящий к тому, что результат функционирования какой-либо системы влияет на параметры, от которых зависит функционирование этой системы. Другими словами, на вход системы подаётся сигнал, пропорциональный её выходному сигналу (или, в общем случае, являющийся функцией этого сигнала). Часто это делается преднамеренно, чтобы повлиять на динамику функционирования системы.
Обратная связь, увеличивающая влияние входа системы на ее выход, называется положительной обратной связью, а уменьшающая это влияние — отрицательной. Отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, когда оно нарушается внешним воздействием, а положительная обратная связь вызывает большее отклонение, чем то, которое вызвало бы внешнее воздействие при отсутствии обратной связи.
Положительная обратная связь в социальных системах
В качестве примера положительной обратной связи в социальных системах можно привести положительную нелинейную обратную связь второго порядка между демографическим ростом и технологическим развитием, объясняющую наблюдавшийся вплоть до 70-х гг. прошлого века гиперболический рост численности населения Земли. Эта положительная обратная связь может быть схематически описана следующим образом: технологический рост - рост потолка несущей способности земли (расширение экологической ниши) - демографический рост - больше людей - больше потенциальных изобретателей - ускорение технологического роста - ускоренный рост несущей способности земли - еще более быстрый демографический рост - ускоренный рост числа потенциальных изобретателей - еще более быстрый технологический рост - дальнейшее ускорение темпов роста несущей способности земли и т.п.
Бытовой пример отрицательной обратной связи
Одним из самых простых примеров может служить устройство простейшего сливного бачка. По мере наполнения сливного бачка уровень воды в нем поднимается, что приводит к всплыванию поплавка, который блокирует дальнейшее поступление воды
Системы управления с обратной связью функционируют следующим образом. Выбирается управляющее воздействие, которое определяет требуемое состояние управляемого объекта. Информация о фактическом состоянии управляемого объекта поступает по каналу обратной связи. Специальный орган сравнивает эти состояния, и при несовпадении требуемого и фактического состояний управляемого объекта вырабатываются управляющие воздействия, назначением которых является корректировка его поведения. Управляющие воздействия каждого контура управления могут влиять на реакцию управляемого объекта на управляющие воздействия в других контурах управления. В таких случаях их называют системами многосвязанного управления.
(Метод управления, основанный на использовании обратной связи, нашел широкое применение как в системах управления техническими объектами, так и в организационно-административных системах. Одним из главных достоинств этого метода является работа элементов систем управления в условиях значительных изменений внешней среды, т. е. в условиях большого числа случайных воздействий различного вида.)