-
Информация и управление. Разомкнутые и замкнутые системы управления. Назначение обратной связи.
Информация и управление являются основными понятиями кибернетики – науки об управлении и связи в живом организме, машине, обществе. Именно из кибернетики по мере её становления выделилась в отдельную науку информатика, которая делает акцент на изучение информационных процессов и систем, свойствах информации и аппаратно-программных средствах её накопления, переработки и распространения. Известно, что информационная система обязательно включает в себя источник и адресата информации. Кибернетика, изучая информационные процессы, осуществляет определённый формализованный подход к объектам различной природы – техническим, биологическим, социальным. Смысл этого подхода состоит в том, чтобы выделить в них стороны, связанные с управлением и переработкой информации. Результатом этого является понятие “кибернетическая система” – система управления.
Кибернетическая система – (система управления) может рассматриваться как совокупность двух систем – объекта управления и управляющей системы. При этом под управлением понимается процесс целенаправленного воздействия на объект управления, который обеспечивает требуемое поведение или работу. Управлять можно, используя два основных принципа управления, что и определяет тип систем управления. По принципу управления системы управления разделяются на разомкнутые и замкнутые.
-
Исходная
и
нформацияУправляющая
Система
Управляющие
воздействия
Объект
управления
Результат
управляющего
воздействия
Из схемы видно, что управляющая система воздействует на объект управления, подавая на него управляющие сигналы, содержащие информацию (управляющие решения) о том, как должен вести себя объект управления. Управляющее воздействие должно компенсировать исходный сигнал в целях стабилизации, жизнестойкости объекта или перевести управляемый объект в другое, новое состояние. Причём управляющее воздействие формируется лишь в зависимости от возмущающего управляющую систему воздействия исходной информации, никак не связанной с состоянием управляемого объекта, а связанной только с состоянием внешней среды. Так работает светофор на перекрёстке, неспособный воспринимать информацию о текущем состоянии движения на этом перекрёстке. Именно поэтому разомкнутая система оказывается неспособной к управлению в случае перехода управляемого объекта в неустойчивое состояние.
Для выработки управляющих решений, обеспечивающих достижение цели управления, управляющая система может получать информацию не только о состоянии внешней среды, но и о состоянии объекта управления. Канал передачи такой информации носит название канала обратной связи. Система управления, реализующая принцип управления с обратной связью, носит название замкнутой.
-
Исходнаяи
нформацияУправляющая
Система
Управляющие
воздействия
Объект
управления
Результат
управляющего
воздействия
При наличии обратной связи управление – это информационное взаимодействие между объектом управления и управляющей системой. Принцип замкнутой системы управления, или принцип управления с обратной связью, лежит в основе действия большинства современных систем автоматического управления, в том числе компьютера. Здесь магистрально-модульный принцип построения позволяет на аппаратном уровне реализовать систему управления с обратной связью. Наличие обратной связи в замкнутой системе управления обеспечивает возможность рассмотрения управляющей системой альтернативных управляющих воздействий и их повторений.
Выполнение на дорожном перекрёстке функций светофора милиционером будет означать трансформацию разомкнутой системы управления в замкнутую и обеспечит более стабильную обстановку на этом перекрёстке. Следовательно, для успешности функционирования системы управления важна степень интеллектуальности управляющей системы (если управляющий – человек, то ещё важна и степень его ответственности).