МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Мехатроника в автоматизированных производствах»

Д.К.ТЮМИКОВ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Краткий конспект лекций

для студентов специальности

«Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Электротехнического факультета очной и заочной

форм обучения

САМАРА 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

1. Системы автоматизированного управления 3 2. Формализация описания объекта 4 3. Общая структура объекта управления 5 4. Формирование задачи оптимизации 7 5. Парадигма исследования 7 6. Парадигма организованности 10 7. Системный подход. Системы и их классификация 11 8. Взаимодействие системы с внешней средой 12 9. Элементы системы и связи 12 10. Организация элементов в производстве 13 11. Методы математической статистики 15 12. Коэффициенты связи 16 13. Методы сбора информации 18 14. Понятие стандартных автоматизированных систем 19 15. Модели данных 23 16. Информационно-логическая модель АСУ 26 17. Эргономическое обеспечение 27 18. Организация обеспечения АСУ 28 19. Официальные международные стандарты. ISO, OSI 29 20. Математическое и алгоритмическое обеспечение 31 21. Производственные функции 32 22. Предельный анализ в моделях производства

с взаимозаменяемыми ресурсами 36

Вопросы к экзамену……………………………………………………… 39

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 40

1.Системы автоматизированного управления

Автоматизированная система управления - система, которая охвачена положительной или отрицательной обратной связью, или решает задачу управления по возмущению или по отклонению. Такие системы не требуют вмешательства человека, они относятся к жестким, и функционирование их описывается теорией автоматизированного управления.

Автоматизированные системы управления системы управления производством (АСУП). Такие системы можно классифицировать на:

1. Замкнутые по отношению к среде;

2. Открытая система – система, которая отрабатывает воздействие внешней среды не только по численным параметрам, но и перестройкой собственной структуры;

3. Активные системы – системы, которые интенсивно взаимодействуют с окружающей средой, и способны управлять не только собой, но также поглощать или управлять частью внешней среды.

Системы автоматизированного проектирования – это системы, которые позволяют проектировать различные объекты и обеспечивать как технологический процесс проектирования, так и результат проектирования соответствующей документации.

Системы CAD/CAM

Автоматизированные системы научного исследования (АСНИ) –специализированный комплекс, направленный на научное исследование однородных проблем феноменологических явлений (природных), обычно оснащенных датчиками , преобразователями и большим быстродействием. Например, система исследования взрыва.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) – является частью АСУ, но может выступать, как самостоятельная система. Это комплекс технических и программных средств, направленных на формирование профессиональной информационной среды специалиста. Например, ADM диспетчера сортировочной станции.

На ж/д. транспорте разработаны и внедрены различные АСУ: АСУПП, АСУСС, АСУД и т.д. Все АРМы АСУ объединены в одну единую сеть, в которой формируются потоки бумажных и электронных документов.

2.Формализация описания объектов

Л юбой объект описывается или представляется набором характеристик или свойств. ξ

Х

Объект

управления

Воздействие среды

Y

Z

Рис.2.1 Воздействие на объект управления

Х dim x=n,

где

Х-входные переменные, которые воздействуют на объект

Х Є {х ,U},

Х-измеряемые параметры, но не управляемые,

U-измеряемые и управляемые,

ξ –помеха, не измеряемая и не управляемая,

Z –влияние внешней среды, может быть измеряемая и может быть управляемая,

Y-выходные параметры.

Х₁ Х₂ N→∞ Y₁ Y₂

1

.

.

.

N

Рис.2.2 Таблица параметров

Статистика определяется родом задач:

1. Оперативные решения переменных происходит в реальном времени на набольшей информации (системы реального времени обеспечивают сбор и выдачу реальных воздействий без существенных изменений характеристик объекта).

2. Стратегические задачи решаются в свободном времени на достаточно большой выборке информации. Выборка должна репрезентативной. Это означает, что данные должны быть достаточными для описания объекта.

Типы данных:

1. Числовые

2. Символьные - объединяют два слова с оставлением пробелов.

3. Булевские – принимают значения 0 и 1.

4. Графические и музыкальные данные.

5. Лексикографические данные.

Под лексикографической информацией будем понимать данные, которые не определяются напрямую, но могут быть определены по выборке различных характеристик. Лексикографическая информация с помощью теории шкалирования, представляется в виде числового набора, на котором определяется лексикографическое отношение. Например, на уровне ранжирования.

СУ

ОУ

Х Y

Z

Рис.2.3 Субъект управления

Субъект управления наблюдается объектом управления и может воздействовать на него, управляющими устройствами (физический, информационный канал, вербальный управляющий канал).