9. Классификация (группы) операций управления в бтс
Целенаправленные процессы, выполняемые человеком для удовлетворения различных потребностей, представляют собой организованную и упорядоченную совместимость действий, которые делятся на рабочие операции и операции управления. Для обеспечения усовершенствования рабочих операций используют различные технические устройства частично или полностью заменяющие человека. Такая замена называется механизацией. В этом случае операцию управления обеспечивает моментальное начало и порядок прекращения рабочих операций. При этом выделяют необходимые для их выполнения ресурсы и передаются необходимые параметры самому процессу. Замена труда человека в операциях управления называется автоматизацией, а технические устройства, выполняющие эти операции, называются автоматическими. Совместимость средств управления образует систему управления. Состояние объекта характеризуется одной или несколькими физическими величинами, которые называются управляемые и регулирующие переменные. К объекту управления обычно прилагается два вида воздействий: управляющее и возмущающее.
Возмущающее – это такое воздействие, которое нарушает требуемую функцию. Связь между регулирующими и управляющими переменными и управляющим воздействием. Воздействие, прикладываемое к объекту с целью изменения выходной величины в соответствии с требуемым законом, а также для компенсации влияния возмущений на характер изменения управляемой величины называется управляющим. Объект управления сопряжен с одним или несколькими регуляторами. Регулятор системы представляет собой комплекс устройств, соединенных между собой в определенной последовательности и осуществляет реализацию простых операций над сигналами. В связи с этим, оказывается возможным произвести декомпозицию регулятора на отдельные функциональные элементы, каждый из которых выполняет определенную операцию с сигналами. К таким операциям следует отнести:
преобразование контролируемой величины в сигнал
преобразование сигналов из одного вида энергии в другой, из непрерывного в дискретный и обратно
хранение сигнала
формирование программных сигналов
сравнение контрольных и программных сигналов и формирование сигналов рассогласования.
выполнение логических операций
распределение сигнала по различным каналам
применение сигнала для воздействия на объект управления.
Чтобы осуществить автоматическое управление или построить систему управления необходимы знания о самом процессе или объекте управления, необходимых принципов, методов, механизмов управления.
Конкретные специальные знания позволяют установить каким образом и что следует изменить в системе, чтобы получить требуемый результат. При автоматизации управления выделяют следующие границы операций: начало и включение, прекращение или отключение, перехода или переключения. Для правильного и качественного процесса управления его координаты, т.е. значения переменных должны поддерживаться в определенных границах или изменяться по определенному закону.
Следующая группа операций управления как раз и связана с контролем за координатами и состоит в измерении их значений и представлении их результатов в удобной для человека операторной форме.
Третья группа операций направлена на поддержку закона измерения координат и изучения в теории автоматического управления.
Всякий объект, обладающий массой, является динамическим, так как под действием внешних сил и моментов возникающие реакции не могут мгновенно измениться и появляются искажения.
Обычно применяются следующие фундаментальные законы управления: прямая или разомкнутая, образует связь, компенсацию. Сущность принципа разомкнутого управления заключается в том, что оно строится на определенном алгоритме, который задается и не контролируется по фактическому значению управляемой волны. Обратная связь – самый распространенный закон в управлении. Она бывает положительной и отрицательной. Положительная связь приводит к разбалансу работы технической составляющей и развитию и эволюции биологической.
Отрицательная обратная связь приводит к стабилизации работы технической составляющей, к улучшению работы биологической части в случае нахождения в области гомеостатического плато и к «смерти» за пределами области.
Компенсация – это регулирование по возмущению, т.е. отклонение регулируемой величины в этом случае зависит не только от управляющих, но и от возмущающих воздействий. Система регулирования по возмущению по сравнению с системами, действующими по отклонению, отличаются устойчивостью и быстродействием. К ее недостаткам относятся: трудность измерения нагрузки в большинстве систем и неполных учет возмущений, поэтому на практике регулируемое воздействие применяется как по возмущению, так и по отклонению.