1. Управление в технических системах

Применение технических средств для облегчения физического труда человека называется механизацией. Механизация повышает эффективность физического труда человека. По мере роста механизации возрастает значимость интеллектуального труда человека.

Содержанием интеллектуального труда является обработка информации, анализ процессов и явлений окружающего мира, создание нового знания.

Появление вычислительных машин положило начало автоматизации интеллектуального труда человека. Автоматизация является продолжением механизации. Механизация охватывает процессы получения, передачи, преобразования и использования энергии. Автоматизация – процессы получения, передачи, преобразования, накопления и использования информации.

Рис. 1.2. Значимость видов труда

Для осуществления различных технологических, производственных, организационных и экономических процессов необходимо, чтобы величины, которые характеризуют эти процессы, удовлетворяли определенным условиям.

Так, например, в энергосистемах должны поддерживаться на постоянном уровне величины напряжения и частоты, в космонавтике необходимо обеспечить движение космического корабля в пространстве по заданной траектории. В экономике необходимо обеспечивать устойчивый равновесный рост.

Автоматизация - последовательная передача функций управления от человека к техническим средствам (исполнительным устройствам).

Первоначально автоматизация охватывала управление техническими системами. Например, автопилоты, автоматические системы коммутации и т.п.

В таких системах допустима самая высокая степень автоматизации управления. Они могут функционировать без участия человека, не считая запуска, контроля и ремонта. Такие системы управления называются автоматическими.

Разработка автоматических система управления явилась стимулом для проведения фундаментальных исследований и построения строгой теории автоматического управления (ТАУ). Понятия и представления, рожденные при разработке ТАУ, стали основополагающими в теории управления.

Потребности промышленного производства ставили задачи управления все более сложными процессами и системами, что явилось серьезным толчком развития представлений о системности, системном подходе.

В рамках классической теории управления выделяется совокупность процессов и структурных элементов обеспечивающих процесс управления. Эта совокупность называют система управления. Функционирование системы управления отождествляется с процессом управления и описывается следующим образом.

Система управления получает:

- информацию I_c о текущем состоянии объекта управления (ОУ);

- информацию I_ц о том, в каком состоянии должен находиться ОУ.

Отклонения ОУ от заданного состояния происходят под воздействием внешних возмущений V.

В результате сравнения информации I_c и I_ц в управляющем органе (УО) вырабатывается управляющая информация I_у, которая передается на исполнительный орган (ИО).

ИО вырабатывает управляющее воздействие U, которое ликвидирует отклонение состояния ОУ.

Рис 1.3. Управление с точки зрения теории автоматического управления