1.2.1. Класифікація автоматизованих систем (за видом процесу)

Різноманітність автоматизованих систем управління може бути класифікованою за видом процесу управління (рис. 1.4).

Рис. 1.4.

АСУТП – автоматизовані системи управління технологічними процесами

АСОУ – автоматизовані системи організаційного управління

АСУОТ – автоматизовані системи управління організаційно-технологічні

САПР – системи автоматизованого проектування

АСНД – науково-дослідні автоматизовані системи

АСН – навчальні автоматизовані системи

АСУІ – автоматизовані системи управління інформацією

1.2.2. Узагальнена модель комп’ютерного управління процесом

• Фізичним процесом називаємо послідовну зміну станів об’єктів фізичного світу.

• Німецький стандарт DIN дає більш точне визначення фізичного процесу: “комбінація зв’язаних подій в системі, в результаті яких змінюється, переміщується чи запасається енергія, матерія чи інформація”.

• Технічний процес визначається як процес, фізичні змінні якого можна виміряти і змінити технічними засобами.

Різниця між фізичним і технічним процесом в тому, що фізичний процес необов’язково повинен керуватись зовні. Технічний процес включає обробку інформації для досягнення заданої цільової функції (мети).

Інформація – найважливіший компонент управління процесами, оскільки вона дозволяє краще використовувати дві інші складові процесу: матерію і енергію.

Узагальнена модель комп’ютерного управління процесами зображена на рис. 1.5.

Рис. 1.5.

1.2.3. Об’єкти і процеси управління. Додатний і від’ємний зворотні зв’язки

В теорії управління структура, зображена на рис. 1.6 є елементарною (фундаментальною) ланкою.

Рис. 1.6.

Частина систем, в яких здійснюється фізичний чи технічний процес, називається об’єктом управління (ОУ), а коло зворотнього зв’язку (ЕОМ, комп’ютер) називається управляючим органом (УО).

Для простоти будемо розглядати об’єкти управління (ОУ), які характеризуються однією змінною X_вх, однією змінною Х_вих та локалізованою збурюючою дією F.

Зворотний зв’язок передбачає управління за замкненим циклом.

1.2.4. Властивості процесів, котрі ускладнюють управління

Рівень складності системи управління визначається в першу чергу, властивостями керованого процесу.

Серед багатьох характерних особливостей процесів, котрі ускладнюють управління, найбільше впливають:

• нелінійність процесу;

• змінне зовнішнє середовище;

• зміна умов самого процесу;

• значні часові затримки (запізнення);

• внутрішні зв’язки процесу.

Запізнення сигналів чи наявність зон нечутливості (мертвих зон) є серйозною проблемою для керування. Через те, що регулятор функціонує на основі застарілих даних, тому він може видавати хибні (фальшиві) команди.

Якщо сигнал від мікрофону поступає з затримкою, більшою ніж 0,2÷0,4 с, то ви швидко збиваєтесь і перестаєте розмовляти. Цей приклад наочно демонструє нестійкість, що виникла через затримку в часі.

Регулятор в системі з часовими затримками повинен “пам’ятати” старі (попередні) керуючі дії.

Врахування внутрішніх взаємозв’язків додає багато складності в модель процесу, якщо навіть він в своїй основі простий. Прикладом цього може служити задача регулювання температури в кімнатах будинку. Якщо вікно відчиняється в одній з кімнат, то температура змінюється не тільки локально, але і в деякій мірі в сусідніх кімнатах.

Модель системи з внутрішніми зв’язками зображена на рис. 1.7:

вхідні сигнали вихідні сигнали

Рис. 1.7.