Теоретические основы автоматизированного управления

1. Этапы развития систем управления

Управление - это целенаправленное воздействие на параметры технологического процесса с целью обеспечения заданного качества конечного продукта.

Как и везде существуют этапы эволюции. В нашем случае – эволюция технологии управления и обработки данных.

Исходным на начальном этапе явилось ручное управление объектами, при котором обратная связь по результатам управления воспринималась органами чувств человека и задача заключалась в уменьшении мускульных усилий, прикладываемых к рычагам управления исполнительного органа. (Рис.1).

Рис. 1 Ручное управление

Управляющим элементом является человек (Ч), который воздействует вручную либо через механизмы на исполнительный орган (ИО), связанный с объектом управления. Технология управления базируется на имеющемся опыте (концептуальной модели) у человека, который получает информацию I от объекта управления и сам преобразует эту информацию в управляющее воздействие u. Качество управления зависит от опыта человека, и если объект управления (технологический процесс) является обозримым и темп управления соответствует физиологическим возможностям человека, то может быть обеспечено качественное управление.

Рис. 2. Двухконтурное управление

В этом варианте человек непосредственно работает со средствами вычислительной техники (первоначально механическими, затем электромеханическими и далее с ЭВМ). Информация I снимаемая с объекта управления (ОУ), преобразуется во входную информацию I_вх которая передается на средства вычислительной техники для обработки. Формируемая при этом выходная информация I_вых пополняет концептуальную модель, которую имеет человек о процессе управления, и он вручную выдает управляющее воздействие u на исполнительный орган (ИО).

Возникло два контура: контур управления и контур обработки информации, которые взаимодействовали через человека.

Для технологического уровня характерным оказалось внедрение автоматизированного управления путем включения технических средств (ЭВМ) непосредственно в контур управления (Рис.3.)

Рис. 3. Автоматизированное управление

Человек (Ч), как и ранее, является источником концептуальной модели управления. Эта модель в виде входной информации I_вх формируется в программу (П), которая задается ЭВМ. На основе программы и осведомительной информации I, поступающей с объекта управления (ОУ) через датчик (Д) и преобразователь (ПР₁), ЭВМ вырабатывает управляющую I_у и выходную I_вых информацию, пополняющую концептуальную модель. Управляющая информация через преобразователь ПР₂ выдается в виде воздействий u, которые через исполнительный орган (ИО) задают состояние объекта управления. Под ЭВМ подразумевается управляющая вычислительная машина или другое устройство управления. Процесс управления реализуется по программе, корректируемой человеком. При наличии математической модели, адекватно описывающей технологический процесс, человек может быть исключен из данной схемы и управление приобретает автоматический характер.