Заключение

Мыслящие и любящие свое дело специалисты всегда интересовались историей той научной области, которой посвятили жизнь. Интерес этот вызывается тем, что проникновение в то, что было, позволяет лучше понять, что есть. Критическое изучение и анализ прошлого, высвечивая более ярко современное состояние, помогает уловить и тенденции того, что будет.

Теория автоматического регулирования сначала развивалась как сугубо прикладная дисциплина, как ветвь прикладной механики, занимающейся проблемами регулирования паровых машин. Довольно быстро ее аппаратом и результатами стали пользоваться смежные отрасли. Появилась теория регулирования гидравлических турбин, затем - первая попытка обобщения - теория регулирования хода машин, потом были созданы теории регулирования паровых котлов, электрических машин.

Об общности методологических оснований всех этих дисциплин заговорили лишь в 30-е годы XX века, а общая теория автоматического регулирования (ТАР) сложилась перед второй мировой войной; об этом говорилось на первом Всесоюзном совещании по автоматическому регулированию. Книги отечественных авторов, в которых излагались основы новой общей теории, впервые появились только в начале 1950-х годов. К этому времени в основном завершилась разработка ТАР динамическими объектами с одной регулируемой переменной и одним управляющим воздействием (односвязные системы).

Возникла задача создания теории многосвязных систем. На базе классической теории, а также использования ЭВМ, эту задачу решить не удалось: возник ряд серьезных препятствий. К ним относились:

• наличие в системе нескольких не всегда согласующихся, а иногда и противоречивых, целей управления;

• неопределенность, связанная с отсутствием информации о значениях ряда параметров, с изменчивостью этих параметров, носящей случайный характер, с существованием во многих узлах системы случайных возмущений;

• чрезвычайно сложная структура систем, обладающих многими пунктами и многими уровнями управления;

• необходимость учета не только технических, но и социальных, человеческих факторов.

Кроме того, появились новые задачи, связанные с распределением в системе материальных и людских ресурсов, наличием складских хозяйств, с планированием и т. д.

Одним из следствий выдвижения новых задач стало расширение арсенала концептуальных средств, используемых в теории управления. Это различные методы математического программирования (линейного, нелинейного, динамического, стохастического), которые служили для оптимизации принимаемых решений; теоретический аппарат исследования операций (порожденный проблематикой размещения ресурсов, управления запасами, календарного планирования, массового обслуживания и пр.); методы теории игр.

Наряду с этим продолжается развитие в глубь уже сложившейся теории. Здесь можно, в частности, отметить переход от описания систем посредством передаточных функций и частотных характеристик к использованию в тех же целях уравнений в переменных состояния. Это облегчило анализ, доказательство теорем, унифицировало составление алгоритмов и программ для ЭВМ, открыло новые возможности для синтеза регуляторов (обратных связей) и позволило обеспечивать любое заданное распределение корней характеристических полиномов и решение оптимизационных задач.

Однако этот переход породил и свои проблемы, так как ряд переменных состояния часто оказывался недоступным для измерения (ненаблюдаемым) и неуправляемым. В результате возникли новые разделы теории, в которых рассматривались проблемы управляемости, наблюдаемости и построения оценивателей состояния всех переменных на основе результатов измерения доступных переменных. В настоящее время соответствующие задачи с достаточной полнотой решаются для линейного случая.

Важным направлением в исследовании сложных объектов, которое интенсивно развивается в данный момент, является разработка методов декомпозиции, децентрализации и координации.

Разработаны и продолжают разрабатываться методы многокритериальной оптимизации.

Венцом динамической теории управления является теория машинизированного синтеза, или, как ее обычно называют, теория систем автоматизированного проектирования (САПР систем управления).

Для облегчения работы с САПР систем управления в них вводят дополнительные блоки, принадлежащие классу систем искусственного интеллекта. Это прежде всего экспертные системы, помогающие человеку принимать верные решения, хотя они и не исключают необходимости в должной квалификации специалиста.

В перспективе ожидается создание завершенной теории систем адаптивного управления. Будут углубляться теория и принципы цифрового управления. Неизбежным станет более интенсивное взаимопроникновение методов дискретного и непрерывного управления, использование идей и аппарата математической логики, разностных и интегро-дифференциальных уравнений.

Будет развиваться автоматизация рутинных операций, не поддающихся автоматизации традиционными средствами - вспомогательных, установочных, транспортировочных, сборочных и т. п. Основой этой новой автоматики станут роботы. Будет также развиваться гибкая автоматизация (ГАП) для производств, выпускающих часто меняющуюся продукцию.

Следует подчеркнуть все возрастающую роль моделирования и вычислительного эксперимента. Задача состоит в том, чтобы учесть все многообразие влияющих на систему факторов при текущем функционировании и прогнозировать ее поведение в будущем.

Развитие теории управления преследует две основные цели. Первая - это синтез: создание систем с желаемыми свойствами и поведением. Вторая цель -это анализ: прогнозирование поведения системы в различных внешних условиях.

Прогнозирование основывается на построении моделей и пронизывает всю совместную деятельность человека и информационно-управляющих систем.