Функциональный синтез систем управления

Фунгсциональных синтез, также как и анализ, осуществля­ется одновременно с исследованием структуры системы управления.

Сущностью синтеза является обоснование динамических характеристик системы управления, которые должны обладать желаемыми свойствами.

Целью функционального синтеза является обоснование оп­тимальных или рациональных характеристик процессов функ­ционирования системы управления, т.е. процессов изменения ее состояний с течением времени в соответствии с поставлен­ной целью.

При постановке общей задачи функционального синтеза необходимо учитывать критерии эффективности управления. В соответствии с заданным критерием задача формулируется следующим образом [16]: сформировать процесс управления (управляющее воздействие) ц(г)е Uj, обеспечивающий тре­буемые значения показателя эффективности q при заданных условиях выбора (неуправляемых факторах) vaN: q(u(t),v) a G, u(t) <zU_T,va N.

При этом форма представления управляющих воздействий зависит от вида системы управления, реализующей исследуе­мый процесс. Для общественных систем управления воздейст­вия u(t) формируются и передаются в виде информации (ука­заний, распоряжений, команд, приказов), определяющей даль­нейшее поведение объекта управления. Для технических систем управления воздействия могут задаваться в форме ха­рактеристик механических усилий, параметров электрическо­го тока, температуры, давления, действующих на объект управления.

Условия выбора (неуправляемые факторы) v включают значения отдельных параметров системы управления и окру­жающей среды, независящих от управляющих воздействий u(f), но влияющих на значение показателя эффективности.

Для получения решений, близких к оптимальным, необхо­димо исследовать процессы функционирования в рамках всех формируемых вариантов структур и, в свою очередь, форми­ровать варианты структур, обеспечивающих эффективную реализацию выбранных алгоритмов.

Информационный анализ и синтез систем управления

Объектом информационного анализа и синтеза являются информационные процессы, протекающие в системе управле­ния. Остановимся на их сущности и содержании, для чего рас­смотрим:

• коммуникационную (информационную) схему пере­дачи информации в системе управления;

• классификацию информационных процессов;

• характеристику существенных свойств информаци­онных процессов;

♦ структуру информационного процесса.

Коммуникационная (информационная) схема передачи информации в системе управления

Коммуникационная (информационная) схема передачи ин­формации в системе управления показана на рис. 2.2.

На рис.2.2 источником информации является объект управления, посылающий по каналу обратной связи (КОС) информацию о своем состоянии. Приемник информации, он 106 же управляющий объект, в зависимости от количества и со­держания информации об объекте управления, вырабатыва­ет решение по воздействию на него. Это решение в виде команд и сигналов управления по каналу прямой связи (КПС) передается на объект управления. После выполнения команд объект управления посылает на управляющий объ­ект информацию своего изменения состояния и т.д. Таким образом замыкается цикл обмена информацией в системе управления.

			СРЕДА
									Г
	г				КПС г
Управляющий объект		4		кос ^		—► г		Объект управления

Рис. 2.2. Коммуникационная схема передачи информации.

В реально функционирующих системах управления на ис­точник информации, приемник информации и линию переда­чи информации воздействует среда, в которой данная система функционирует, внося свои коррективы как в количество ин­формации, так и в качество.

Процесс управления как процесс выработки управляющих воздействий является информационным процессом (ИП).

Любой информационный процесс в системе управления структурно можно представить как некоторую совокупность процессов [10]:

• сбор, прием, восприятие информации (эти процессы отражают взаимодействие системы с внешней средой);

• передача информации между отдельными подсисте­мами системы;

• переработка, анализ, отбор информации, создание новой информации;

• использование информации;

• хранение, запоминание информации;

• передача информации из системы во внешнюю среду.

В общем ИП есть целенаправленная совокупность опера­ций по преобразованию информации, реализуемых в опреде­ленной среде, начиная с момента ее поступления в систему (возникновения), и кончая выдачей пользователю.

Причем понятие «пользователь» надо понимать в широ­ком смысле. Им могут быть: ЛПР (лицо, принимающее ре­шение), получающее информацию в удобном для восприятия виде; технические устройства, преобразователи информации на магнитной ленте, диске, в оперативной памяти, канале связи и т.д.; программы, преобразующие полученную ин­формацию.

Для удобства исследования ИП целесообразно классифи­цировать их. Классификация ИП проводится как при анализе, так и при синтезе систем управления.