Понятие - цель управления.

Функционирование системы подчинено определенной цели.

Цель управления - обеспечить желаемое протекание некоторого процесса. В частности, в изучаемой области автоматики - это желаемый процесс механического движения некоторого технического объекта (объекта управления).

Понятие - задача управления.

В процессе работы системы реализуется решение задачи управления.

Задача управления – это - поиск наиболее эффективного способа воздействия на объект управления в интересах достижения цели управления. Здесь понятие «эффективность» рассматривает экстремальное состояние выбранного критерия качества управления ( например, - управление движением с требуемым быстродействием и точностью при минимальном расходе энергии)

Понятие -кибернетика

Поиском и разработкой методов решения задачи управления занимается кибернетика.

Кибернетика - наука об управлении. Основы заложены Норбертом Винером (1894-1964г.). Первая публикация - "Кибернетика или управление и связь в животном и машине" - 1948г.

В целом, предметом данной науки являются системы любой физической природы (технические, биологические, административные, социальные) способные воспринимать, хранить, преобразовывать информацию и использовать ее для решения задач управления.

Понятие - техническая кибернетика

Область изучаемой нами науки, связана с техническими системами. Поиском и разработкой методов решения задачи управления, а также исследованием свойств, в технических системах занимается раздел кибернетики, который называют технической кибернетикой.

Наиболее применяемый и изученный метод управления в технической кибернетике, в большинстве простейших технических систем, связан с понятием - регулирование.

В таких системах (САР) решается задача управления, целью которой является поддержание, в каждый момент времени, значений выходных переменных системы равными значениям входных переменным этой системы.

Поэтому, в таких системах - входные переменные системы определяют желаемый процесс поведения выходных переменных.

Например, управление сложным движением объекта с помощью манипулятора, входное звено которого соединено с оператором, задающим желаемый процесс движения объекта управления.

Теоретической базой построения таких систем является теория автоматического регулирования (ТАР), которая представляет раздел более общей теории - ТАУ (теория автоматического управления). ТАУ включает кроме задач ТАР и другие, связанные с более сложной обработкой информации.

К таким системам относятся:

- экстремальные системы управления - находят и автоматически поддерживают значение управляющей переменной, обеспечивающей экстремум отдельного показателя качества процесса - например, минимальный расход энергии;

• самонастраивающиеся и адаптивные системы

Применяются для автоматического управления параметрами и структурой в интересах обеспечения заданного качества процесса при изменении условий работы системы( например изменение аэродинамических параметров, давления, температуры , характера и интенсивности внешних воздействий); алгоритмы изменения параметров и структуры заранее разрабатываются на этапе их проектирования.

В общем случае под структурой системы будем понимать

причинно-следственную связь частей в целом.

Последующее развитие автоматики было вызвано необходимостью создания таких систем, принципиальным отличием которых ( от рассмотренных выше) является то, что алгоритмы управления параметрами и структурой создаются в ее вычислительном устройстве в процессе ее функционирования (а не на этапе разработки). Такие системы называют – самоорганизующимися.

Теоретическое обеспечение для их исследования и построения дает –современная теория управления (СТАУ).

Важно, что методы современной ТАУ применяются и для повышения качества работы систем автоматического регулирования (например, для класса многомерных нестационарных систем автоматического регулирования).

Рассмотрим основные понятия, используемые в ТАУ.