8. Системы автоматического управления и регулирования их роль и место в нашей жизни.

Практически ни одна техническая система – от железной дороги до ядерного реактора – не работает без той или иной формы уп­равления. Физический процесс – это последовательная смена состояний объектов физического мира ("комбинации связанных событий в системе, в результате которых изменяются, перемещаются или запасаются материя, энергия и информация"). Тех­нический процесс определен как "процесс, физические переменные которого можно измерить и изменить техническими средствами". Итак, физический процесс не обязательно должен управляться извне, а технический процесс включает обработку информации для достижения заданной целевой функции.

Под системой будем понимать любой объект, который рассматривается, с одной сторо­ны, как единое целое, а с другой – как совокупность связанных между собой опре­деленным образом составляющих.

Цель системы – получить результат, качественно или количественно превосходя­щий механическую (простую) сумму результатов работы отдельных ее компонен­тов. Это "нечто большее" определяется не наличием тех или иных компонентов системы, а скорее есть результат их взаимодействия.

В технике под системой понимают совокупность машин и устройств, вы­полняющих какой-либо технологический процесс и взаимосвязанных меж­ду собой потоками энергии, вещества и информации.

ДС – это любая система, свойства и поведение которой существенно зависят от времени. В математических моделях ДС время является независимым аргументом.

В теории автоматического регулирования и управления динамическая система – это совокупность объекта управления и управляющего устройства.

К динамическим системам, в частности, относятся так называемые системы автоматического управления (САУ). Поясним суть изображённой на рисунке схемы: На вход САУ подаётся некое задающее воздействие X(t), определяющее, требуемое значение регулируемого параметра. Как правило, оно подаётся на один из входов элемента сравнения. Элемент сравнения, сравнивает сигнал X(t) с сигналом L(t), поступающим с датчика обратной связи и формирует на выходе сигнал ошибки e(t). Датчик обратной связи служит для преобразования величины регулируемого параметра Y(t) в сигнал такой же природы и размерности, как и у сигнала X(t). Кроме того, он может показывать значение сигнала Y(t) в форме удобной для наблюдения человеком. Управляющее устройство, в зависимости от величины и знака сигнала e(t), формирует управляющее воздействие U(t) подаёт его на вход О.У. Значение Y(t) с выхода О.У. поступает на датчик обратной связи. Помимо сигнала U(t), на О.У. воздействуют также внешние случайные факторы – возмущающие воздействия F(t), как правило, мешающие работе устройства в заданном режиме. Сигнал U(t) меняется так, чтобы сигнал L(t), а следовательно и сигнал Y(t), стал равным сигналу X(t).

г де: X(t) – задающее воздействие; e(t) – сигнал ошибки рассогласования; U(t) – управляющее воздействие; F(t) –возмущающее воздействие; Y(t) – регулируемый параметр (координата); L(t) – сигнал обратной связи; О.С. – обратная связь.