Для реализации выбранных воздействий обычно необходимо иметь специальные технические приспособления и организационные возможности .
Это, например, рычаги и другие механические приспособления,алгоритмы и программы для компьютера, это руководитель, его заместители, секретари и пр.
Система управления обычно является частью того объекта, которым необходимо управлять.
Тем не менее, систему управления почти всегда можно отделить от основного объекта и считать другим, специальным объектом. Вводятся термины – управляемая система (основной объект) и управляющая система (другой, дополнительный объект - это система управления).
Часто также говорят, что система управления наложена на управляемый объект Эта ситуация представлена на Рис.
Основой управления, как уже говорилось в предыдущем пункте, является логический выбор (принцип «если так, то так»). Такой выбор делается на основе информации .
1.2 Автоматическое и автоматизированное управление
1.2.1 Понятие автомата и алгоритма
Существует три основных способа выработки управления:
человеком (HS)
техническим средством (AU)
человеком и техническим средством совместно (HS+AU) .
Техническое средство, способное вырабатывать управление, называется автоматом .
Автомат может выполнять воздействие на объект, т.е. осуществлять управление , только по заложенным в него жестко определенным правилам – алгоритмам .
Запись алгоритма в виде, воспринимаемом автоматом, называется программой .
Человек, в отличие от автомата, может производить действия с той или иной степенью отхода от жёстких правил, а как крайний случай, вообще без алгоритма .
Это - принципиальное различие в возможностях автомата и человека. Говорят, что автомат способен работать только по жёсткому алгоритму, а режим работы человека с применением опыта, интуиции, неформального мышления называют мягким алгоритмом.
Действия автомата и человека как автомата (по жесткому алгоритму) называют формализованными , а действия со значительным отходом от этого правила – неформализованными .
Автоматическое и автоматизированное управление
Управление, которое вырабатывается и осуществляется автоматом без участия человека, называется автоматическим .
Автоматическое управление может быть основано только на формализованных действиях. Оно выполняется техническими средствами на основе заложенных в них алгоритмов в виде программ.
Если человеку дается право вмешиваться в действия автомата, т.е. управление осуществляется совместно человеком и автоматом , то такое управление называется автоматизированным.
Тривиальные вмешательства человека в действия автомата. Это включение и выключение, аварийная остановка, ремонт и наладка. Эти действия не ведут к понятию автоматизированного управления.
Управление, производимое только человеком (без использования автоматического режима) принято называть ручным .
Таким образом, автоматизированное управление это комбинирование автоматического и ручного управления при специальном разделении задач между автоматом и человеком. При этом автомат обычно выполняет рутинные (простые, многократно повторяющиеся) действия, а человеку поручаются принципиальные решения и решения общего характера.
Возможность человека действовать неформализованным способом дает ему значительные преимущества . Все научные, технические и культурные ценности – результат неформализованных действий. Духовное развитие человека не формализовано.
Основное, что дает возможность действовать человеку не по жесткому алгоритму – это гибкость неформализованного управления:человек может учесть дополнительные факторы или воспользоваться своим опытом и интуицией
Считается, что нормальной системой является автоматизированная система управления, что все в разумной степени должно включать автоматические операции, но не сводится к полному исключению человека из процесса управления.
использование чисто автоматической или чисто ручной системы управления допустимо, но должно быть хорошо обосновано .
Формализм, связанный с понятием управления
Автоматизированное управление будем обозначать AUz, автомат или автоматическое управление, как это уже было сделано выше, AU , а человека и его действия как – HS. В этих символах можно записать:
AUz = HS + AU ,
HS dom AU (dom доминирует ),
HS bas AUz (bas является основой ).
Примеры других формальных утверждений:
AU bas AUz , (HS dom AU) bas AUz , AU +AUz = AUz , HS +AUz = AUz
Многие ошибочно полагают что электропривод – это электродвигатель выполняющий какую-то работу. На самом деле это не совсем верно. В систему электропривода входит не только электродвигатель, но и редуктор, система управления к нему, датчики обратной связи, различные реле и пр. Это не электрическая система, а электромеханическая. Она может быть регулируемой (автоматизированной, автоматической или не автоматизированной) или не регулируемой (насосы бытовые и пр.). Мы рассмотрим виды регулируемых устройств.
Не автоматизированный электропривод
При работе данного устройства все действия по регулированию каких-либо координат выполняются в ручном режиме. То есть для работы данного типа устройств необходим оператор, человек который будет следить за правильностью выполнения процессов. Как пример можно привести крановый электропривод, где все действия выполняются оператором.
Автоматизированный электропривод
В отличии от не автоматизированных приводов, в автоматизированных присутствуют сигналы обратной связи по координатам или параметрам (ток двигателя, скорость, положение, момент). Ниже приведена структурная схема:
Структурная схема автоматизированного электропривода
ЗА – защитная аппаратура (автоматические выключатели, предохранители и пр.)
ПЭЭ – преобразователь электрической энергии (частотник, тиристорный преобразователь)
ДТ – токовый датчик
ДН – датчик напряжения
СУ ПЭЭ – система управления преобразователем
ПУ – пульт управления
ПМ – передаточный механизм (муфта, редуктор и пр.)
РО – рабочий орган
ЭД — электродвигатель
При такой структуре управления СУ ПЭЭ управляет не только преобразователем, но и всей системой сразу. При таком управлении датчики обратной связи обеспечивают контроль за параметрами и сигнализируют об этом оператору. Данная система в автоматическом режиме может проводить некоторые операции (пуск, останов и пр.), но все равно требуется присутствие человека, для контроля, за работой данного устройства. Например, пуск много конвейерной линии, где пускаются не все конвейеры сразу, а по очереди, где учитывается также время пуска каждой линии и условия пуска. Точно также они и останавливаются.
Как видим из структурной схемы сигналы обратной связи приходят на пульт оператора, который непосредственно соблюдает технологический процесс, и часть приходит в систему управления преобразующим устройством для осуществления основных защит и отработки некоторых изменений задающего сигнала, поступающего с пульта управления.
Автоматический электропривод
Для работы электропривода в автоматическом режиме не требуется присутствие человека. В данном случае все происходит автоматически. Ниже приведена структурная схема:
Структурная схема системы автоматического управления электроприводом
АСУ ТП – автоматическая система управления технологическим процессом
Как видим из структурной схемы что в АСУ ТП приходят все датчики обратной связи. В ней происходит обработка сигналов от датчиков, и выдаются управляющие сигналы для других подсистем. Данная структура управления очень удобна, так как не требует постоянного наблюдения оператора за технологическим процессом, и снижает влияние человеческого фактора. Например модернизированные шахтные подъемные машины, которые могут работать в автоматическом режиме ориентируясь по датчикам обратной связи
В современном мире активно внедряются АСУ ТП не только для электроприводов. Очень редко встречаются системы с ручным управлением технологическими процессами все они либо автоматизированные, либо на этих линиях полностью внедрены АСУ ТП.
1. Основные понятия и определения
Целенаправленные процессы, выполняемые человеком для удовлетворения различных потребностей, представляют собой организованную и упорядоченную совокупность действий, называемых операциями . Операции делят на два класса: рабочие операции и операции управления.
К рабочим операциям относят действия такого рода, как, например, снятие стружки при обработке детали на станке, перемещение груза и т.п. Замена человека механизмом в рабочих операциях называется механизацией .
Для правильного и качественного выполнения рабочих операций необходимо направлять их действиями другого рода – операциями управления , посредством которых в соответствующие моменты обеспечивается начало, порядок следования и прекращение отдельных рабочих операций; процессу придаются нужные показатели – по направлению, скорости, ускорению рабочего инструмента, температуре, давлению и т.д. Совокупность управляющих операций образует процесс управления .
Замена труда человека как в рабочих операциях, так и в операциях управления, действиями технических устройств называется автоматизацией .
Совокупность технических средств – машин, орудий труда, средств механизации – при этом является объектом управления .
Совокупность устройств управления и объекта управления образует систему управления .
Система, в которой все рабочие и управленческие операции выполняются техническими устройствами, называется системой автоматического управления (САУ) .
Система, в которой автоматизирована только часть управленческих операций, а другая их часть (обычно наиболее ответственная) выполняется людьми, называется автоматизированной системой управления (АСУ) .
В ходе развития систем управления менялось соотношение между этими видами управления. Автоматизированное управление на определенном этапе считалось высшим уровнем автоматического . По мере совершенствования алгоритмов АСУ появились типовые алгоритмы управления, автоматизирующие сбор, обработку информации и принятие типовых решений в условиях определенности. Значит, в этой области автоматическое управление является верхним пределом автоматизированного управления. Но если взять весь комплекс задач функционального управления производством, то видно, что автоматизированное управление не может быть преодолено из-за необходимости принятия творческих решений в условиях неопределенности.
2. Классификация и состав АСУ
По виду объекта управления АСУ делятся на: автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП ) и автоматизированные системы управления производственно-хозяйственной деятельностью (АСУПХД ), примерами которых являются автоматизированные системы управления предприятием (АСУП).
У этих видов АСУ имеется единая основа, которая заключается в процессе обработке информации. Это делает возможным построение интегрированных систем управления, где обрабатываются как данные о технологических процессах, так и данные о производственно-хозяйственной деятельности.
АСУТП по виду производства делятся на АСУ непрерывным производством и АСУ дискретным производством.
Технологический процесс вкл ючает переработку, транспортировку и хранение. Производство бывает дискретное и непрерывное.
Дискретное – производство, в котором переработка осуществляется в несколько этапов и от одной ее фазы к другой обязательно осуществляется транспортировка.
Непрерывное – производство, в котором обработка ведется на фоне транспортировки.
Всякая АСУ состоит из функциональной и обеспечивающей частей . Подсистемы, входящие в функциональную часть, называются функциональными подсистемами АСУ , а подсистемы, входящие в обеспечивающую часть – обеспечивающими подсистемами АСУ .
Задачи функциональных подсистем – это те задачи, ради решения которых и создается АСУ. Они различны для различных видов АСУ, т.е. для АСУТП одни функциональные задачи, а для АСУПХД – другие. В качестве примера рассмотрим состав функциональных подсистем АСУПХД.
Функциональные подсистемы АСУПХД соответствуют видам производственно-хозяйственной деятельности. Каждый производственный объект осуществляет, во-первых, основное производство. Для функционирования основного производства возникает вспомогательное производство. Кроме того, необходимо организовать процессы снабжения и сбыта и т.п.
Каждый из этих процессов представляет собой самостоятельный объект управления.
Таким образом, в состав функциональных подсистем АСУПХД входят, как правило, следующие подсистемы:
- Подсистема технико-экономического планирования;
- Подсистема оперативного управления основным производством;
- Подсистема управления технической подготовкой производства;
- Подсистема управления материально-техническим снабжением;
- Подсистема управления сбытом и реализацией продукции;
- Подсистема управления качеством;
- Подсистема бухгалтерского учета и др.
Целью обеспечивающих подсистем является обеспечение решения задач функциональных подсистем АСУ. Состав обеспечивающих подсистем не зависит от вида АСУ и включает следующие подсистемы:
- Информационное обеспечение;
- Математическое обеспечение;
- Программное обеспечение;
- Техническое обеспечение;
- Лингвистическое обеспечение;
- Эргономическое обеспечение;
- Правовое обеспечение и др.
Информационное обеспечение – это совокупность данных, необходимых для решения функциональных задач АСУ, организованных в виде баз и банков данных.
Математическое обеспечение – это математические модели, методы и алгоритмы для решения функциональных задач АСУ.
Программное обеспечение – это комплекс программ, применяющихся в АСУ. Различают общее и специальное программное обеспечение. Общее ПО осуществляет управление работой технических средств и информационной базы. Специальное ПО предназначено для решения функциональных задач.
Техническое обеспечение – это комплекс технических средств дл я сбора, передачи, хранения и обработки информации.
Лингвистическое обеспечение – это совокупность языковых средств, используемых для машинной обработки информации и облегчающих общение человека с техническими средствами АСУ.
Эргономическое обеспечение – это методы и средства, обеспечивающие эффективное взаимодействие с системой всех категорий пользователей и обслуживающего персонала.
Cтраница 1
Автоматические и автоматизированные системы на базе новейших ЭВМ поднимают оперативное и планово-организационное управление на уровень, соответствующий современной технике и технологии производства в энергетике.
Различают автоматические и автоматизированные системы управления. В системах автоматического управления (САУ), состоящих из объекта управления и управляющего устройства (управляющей части), человек непосредственного участия в процессе управления не принимает. В отличие от САУ в автоматизированных системах управления (АСУ) предполагается обязательное участие людей в процессах управления. Принципиальное отличие АСУ от традиционной системы управления состоит в том, что в АСУ часть управленческих работ, а именно сбор, анализ и преобразование информации, выполняется с помощью вычислительной техники.
Различают автоматические и автоматизированные системы управления. Системы автоматического управления (АУ работают без участия человека. Они применяются для управления отдельными машинами, агрегатами, технологическими процессами. Автоматизированные системы управления АСУ предполагают наличие человека в процессе управления и применяются прежде всего для организационного управления, объектом которого являются коллективы, предприятия. Автоматизированные системы управления технологическими процессами называют АСУТП.
В автоматических и автоматизированных системах - время с момента подачи сигнала на вход системы до момента, когда она отреагирует на данный сигнал.
Принято различать автоматические и автоматизированные системы управления. Их различие состоит прежде всего в том, что автоматические системы могут работать без участия человека, в то время как в автоматизированных системах часть функций управления объектом выполняется техническими средствами, а часть - людьми. Таким образом важным признаком АСУ является наличие человека в процессе управления.
Управляющие машины используются в автоматических и автоматизированных системах управления и обеспечивают оптимальное протекание технологического процесса.
Теоретической основой управления и разработки автоматических и автоматизированных систем является кибернетика - наука о наиболее общих законах получения и целенаправленной переработки информации в управляемых системах.
Возникает необходимость в применении для автоматических и автоматизированных систем управления различного назначения ЭВМ с соответственно различными характеристиками.
Кроме формальных и неформальных, различают также ручные, автоматические и автоматизированные системы управления. Если задача управления - выработка и исполнение управленческих решений - выполняется человеком, то говорят о ручном управлении. В автоматических системах процессы управления реализуются без непосредственного участия человека - работу выполняют компьютеры и автоматы. Автоматизированные системы управления (АСУ) являются человекомашинными системами, функции управления в которых распределены между человеком - лицом, принимающим решения, и компьютером в соответствии с достигнутым в конкретной системе управления уровнем автоматизации принятия УР и исполнения.
Метрологические характеристики средств измерений, применяемые в автоматических и автоматизированных системах управления.
В публикуемых статьях изложены различные подходы к проектированию автоматических и автоматизированных систем управления, а также предложены удобные для реализации на ЦВМ методы решения типовых задач управления.
Построенные на указанных аппаратно-программных средствах информационно-измерительные системы позволяют создавать особо ответственные автоматические и автоматизированные системы сигнализации, диагностики и управления различной конфигурации и информационной емкости, с достаточно большой скоротью передачи информации, работающие в сложных климатических условиях (от минус 40 до 60 С) или во взрывоопасных зонах на объектах, находящихся под контролем Госгортехнад-зора России, что выгодно отличает предлагаемые системы от своих аналогов. Это расширяет функциональные возможности систем. Создаваемые системы на базе современных аппаратно-программных средств широко внедряются в промышленность.
Как уже отмечалось (см. § 1.3), различают автоматические и автоматизированные системы управления. В отличие от автоматических систем, в которых управление осуществляется без участия человека, в автоматизированных системах часть функций управления выполняется человеком, другая часть - автоматическими устройствами. В автоматизированных системах управления (АСУ) с помощью вычислительной техники наиболее часто выполняются функции сбора, анализа, регистрации информации, а также ее преобразования для выполнения отдельных операций принятия решений. Для реализации этих функций используются экономико-математические методы и модели, позволяющие получить оптимальное или близкое к оптимальному решение.
Применение микроЭВМ развивается в двух основных направлениях: в составе автоматических и автоматизированных систем и в качестве персональных компьютеров (ПК) для инженеров и специалистов электроэнергетических систем.
Вследствие большого разнообразия объектов управления в химической промышленности при создании автоматических и автоматизированных систем в каждом случае приходится решать сложные задачи проектирования конкретных систем. Многочисленность объектов и ограниченность ресурсов проектирования и реализации систем делают необходимым типизацию проектных решений и ориентацию на серийную аппаратуру, универсализацию математического обеспечения систем, совершенствование организации и управления разработками.
автоматизированная система управления корректирующий кодирование
Автоматические и автоматизированные системы на базе новейших ЭВМ поднимают оперативное и планово-организационное управление на уровень, соответствующий современной технике и технологии производства в энергетике.
Различают . В системах автоматического управления (САУ), состоящих из объекта управления и управляющего устройства (управляющей части), человек непосредственного участия в процессе управления не принимает. В отличие от САУ в автоматизированных системах управления (АСУ) предполагается обязательное участие людей в процессах управления. Принципиальное отличие АСУ от традиционной системы управления состоит в том, что в АСУ часть управленческих работ, а именно сбор, анализ и преобразование информации, выполняется с помощью вычислительной техники.
Различают автоматические и автоматизированные системы управления . Системы автоматического управления АУ работают без участия человека. Они применяются для управления отдельными машинами, агрегатами, технологическими процессами. Автоматизированные системы управления АСУ предполагают наличие человека в процессе управления и применяются, прежде всего, для организационного управления, объектом которого являются коллективы, предприятия. Автоматизированные системы управления технологическими процессами называют АСУТП.
В автоматических и автоматизированных системах - время с момента подачи сигнала на вход системы до момента, когда она отреагирует на данный сигнал.
Принято различать автоматические и автоматизированные системы управления . Их различие состоит, прежде всего, в том, что автоматические системы могут работать без участия человека, в то время как в автоматизированных системах часть функций управления объектом выполняется техническими средствами, а часть - людьми. Таким образом, важным признаком АСУ является наличие человека в процессе управления.
Управляющие машины используются в и обеспечивают оптимальное протекание технологического процесса.
Теоретической основой управления и разработки является кибернетика - наука о наиболее общих законах получения и целенаправленной переработки информации в управляемых системах.
Возникает необходимость в применении для автоматических и автоматизированных систем управления различного назначения ЭВМ с соответственно различными характеристиками.
Кроме формальных и неформальных, различают также ручные, автоматические и автоматизированные системы управления . Если задача управления - выработка и исполнение управленческих решений - выполняется человеком, то говорят о ручном управлении. В автоматических системах процессы управления реализуются без непосредственного участия человека - работу выполняют компьютеры и автоматы.
Автоматизированные системы управления (АСУ) являются человеко-машинными системами, функции управления в которых распределены между человеком - лицом, принимающим решения, и компьютером в соответствии с достигнутым в конкретной системе управления уровнем автоматизации принятия УР и исполнения.
Метрологические характеристики средств измерений, применяемые в автоматических и автоматизированных системах управления .
В публикуемых статьях изложены различные подходы к проектированию , а также предложены удобные для реализации на ЦВМ методы решения типовых задач управления.
Построенные на указанных аппаратно-программных средствах информационно-измерительные системы позволяют создавать особо ответственные автоматические и автоматизированные системы сигнализации , диагностики и управления различной конфигурации и информационной емкости, с достаточно большой скоростью передачи информации, работающие в сложных климатических условиях (от минус 40 до 60 С) или во взрывоопасных зонах на объектах, находящихся под контролем Госгортехнадзора России, что выгодно отличает предлагаемые системы от своих аналогов. Это расширяет функциональные возможности систем. Создаваемые системы на базе современных аппаратно-программных средств широко внедряются в промышленность.
Как уже отмечалось, различают автоматические и автоматизированные системы управления . В отличие от автоматических систем, в которых управление осуществляется без участия человека, в автоматизированных системах часть функций управления выполняется человеком, другая часть - автоматическими устройствами. В автоматизированных системах управления (АСУ) с помощью вычислительной техники наиболее часто выполняются функции сбора, анализа, регистрации информации, а также ее преобразования для выполнения отдельных операций принятия решений. Для реализации этих функций используются экономико-математические методы и модели, позволяющие получить оптимальное или близкое к оптимальному решение.
автоматических и автоматизированных систем
Вследствие большого разнообразия объектов управления в химической промышленности при создании автоматических и автоматизированных систем в каждом случае приходится решать сложные задачи проектирования конкретных систем. Многочисленность объектов и ограниченность ресурсов проектирования и реализации систем делают необходимым типизацию проектных решений и ориентацию на серийную аппаратуру, универсализацию математического обеспечения систем, совершенствование организации и управления разработками.
Применение микро-ЭВМ развивается в двух основных направлениях: в составе автоматических и автоматизированных систем управления и в качестве персональных компьютеров (ПК) для инженеров и специалистов электроэнергетических систем.
Цифровой электронике принадлежит важнейшая роль в деле обеспечения высокой надежности создаваемых автоматических и автоматизированных систем , управляющих объектами, процессами и производственными системами. Решать эту задачу на качественно новом уровне предстоит и нынешнему поколению студентов самых различных специальностей. Токхейма ориентирована в первую очередь на них. Она может послужить хорошим учебным пособием, удачно сочетающим предельно доходчивое изложение теоретических основ цифровой электроники с разнообразием тематики лабораторных работ и коллоквиумов, для организации которых могут быть использованы завершающие каждую главу задания для самопроверки.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой эксплуатацией автоматических и автоматизированных систем управления . Она может быть использована также студентами, аспирантами и преподавателями вузов соответствующих специальностей.
Практика развития и опыт создания систем управления позволяют утверждать, что в будущих автоматических и автоматизированных системах роль человека в управлении не только не будет уменьшаться, а наоборот, будет возрастать, так как человек будет в них главнейшим командным звеном. Вследствие этого одной из центральных проблем взаимодействия человек - техника становится такая организация потоков информации к человеку и командной информации от него, чтобы обеспечивалось оптимальное использование всех его, чрезвычайно богатых, творческих возможностей. Под информацией принято понимать любые изменения в обслуживаемом объекте, отображаемые средствами представления информации или воспринимаемые оператором непосредственно от объекта, а также команды, указания о необходимости осуществления тех или иных воздействий на процесс. Всякое сообщение информативно, если в нем содержатся ранее неизвестные сведения.
В предлагаемой книге ставится задача - рассмотреть ряд вопросов, встречающихся при разработке и внедрении автоматических и автоматизированных систем управления химическими производствами.
Как указывалось во введении, объекты управления в химической промышленности довольно разнообразны, поэтому при создании автоматических и автоматизированных систем каждый раз приходится решать сложные конкретные задачи. Громадное число объектов, ограниченность проектных возможностей и ресурсов для конкретного выполнения систем делают необходимыми типизацию проектных решений, ориентацию на серийную аппаратуру, универсализацию математического обеспечения систем.
Государственная система приборов и средств автоматизации представляет собой совокупность стандартизованных заводских изделий, предназначенных для использования их в качестве технических средств , регулирования и управления технологическими процессами. ГСП обеспечивает эксплуатационную и конструктивную совместимость изделий, их целесообразную точность, заданные надежность и долговечность.
Данная система представляет собой метрологически, информационно, энергетически, конструктивно и эксплуатационно-организованную совокупность изделий, предназначенную для использования в промышленности в качестве технических средств автоматических и автоматизированных систем контроля , измерения, регулирования и управления.
Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП) представляет собой эксплуатационно, информационно, метрологически и конструктивно организованную совокупность изделий, предназначенных для использования в промышленности в качестве технических средств автоматических и автоматизированных систем контроля , измерения, регулирования и управления технологическими процессами.
Автоматические и автоматизированные системы управления осуществляют сбор, хранение, передачу и переработку информации, отражающей состояние регулируемых объектов. Информация, выработанная системой, используется для оперативного воздействия на управляемый объект (процесс) с целью поддержания нужного состояния. Основу подобных систем управления составляют вычислительные машины.
Необходимость в своевременной и качественной обработке всевозможной информации приводит в настоящее время к широкому использованию вычислительных машин для управления процессами и объектами в различных областях промышленности, транспорта, в военном деле.
Математические ЭВМ используются для производства расчетов во всех областях науки и техники. Управляющие ЭВМ используются в автоматических и автоматизированных системах управления .
Однако применение вычислительной техники не ограничивается ее использованием лишь для механизации и автоматизации вычислительных работ. В настоящее время вычислительная техника также широко применяется при создании различных автоматических и автоматизированных систем управления . В таких системах осуществляется сбор, хранение, передача и переработка информации, отражающей состояние того или иного объекта управления. Основу подобных систем управления составляют электронные вычислительные машины. Именно с помощью вычислительных машин системой вырабатывается необходимая информация, используемая для воздействия на объект управления с целью поддержания требуемого состояния.
Успешно была решена одна из первых экономических задач принятия решений - управление запасами на складах военного снаряжения, продовольствия, горючего и других материалов военных баз США, разбросанных после второй мировой войны по всему миру. Были решены задачи по принятию решений управления перевозками (так называемая транспортная задача), задачи навигации и др. Наконец, появились автоматические и автоматизированные системы управления производством, в которых вычислительные машины принимали решения по управлению технологическими процессами, либо работали в режиме советчика.
Микропроцессор и микро-ЭВМ являются сложными логическими устройствами, работу которых описать простейшими средствами, например передаточными функциями, часто не удается. Поэтому естествен поиск других методов. Тенденция развития автоматических и автоматизированных систем управления - это появление все более сложных соподчиненных систем со сложной иерархией и управлением, интеграция того, что по нынешней терминологии называется АСУ ТП и АСУП.
Излагаются основные понятия теории автоматического управления. Рассматриваются основные методы анализа и синтеза линейных автоматических систем, а также методы анализа нелинейных автоматических систем; рассматривается влияние случайных воздействий на свойства автоматических систем; излагаются методы оптимального и адаптивного управления. Рассказывается о современных автоматических и автоматизированных системах и математических методах их анализа и синтеза. Приводятся задачи для более глубокого усвоения излагаемого материала. В приложениях даются краткие сведения по преобразованиям Фурье и Лапласа - преобразованию и случайным процессам.
В Советском Союзе накоплен определенный опыт использования ЭВМ в различных автоматизированных и автоматических системах. За 1971 - 1975 гг. значительно возросло производство и использование в народном хозяйстве средств вычислительной техники, улучшилось качество выпускаемых ЭВМ, расширился выпуск вспомогательного и периферийного оборудования. Введено в действие свыше 2300 автоматических и автоматизированных систем управления технологическими процессами, предприятиями, объединениями и отраслями народного хозяйства.
Автор излагает основные положения теории управления на базе линейных конечномерных стационарных моделей, использующих операторно-частотные методы, понятие передаточной функции и временные характеристики. Достоинством такого изложения является доступное студентам освоение информационно-алгоритмического подхода принятого в теории управления, отражающего причинно-следственный характер взаимодействия элементов и подсистем в сложных системах управления. В дальнейшем это существенно облегчает структурный анализ и синтез при проектировании автоматических и автоматизированных систем с элементами искусственного интеллекта, а также позволяет выбирать варианты действий при отказах и авариях в процессе эксплуатации.
Приборостроение является одной из отраслей машиностроительного комплекса и наиболее емко определяет уровень научно-технического прогресса народного хозяйства страны. Машиностроительный комплекс России, возглавляемый в настоящее время Комитетом Российской Федерации по машиностроению (Роскоммашем), состоит из следующих отраслей: приборостроительная промышленность; тяжелое, энергетическое и транспортное машиностроение; станкостроительная и инструментальная промышленность; электротехническая промышленность; химическое и нефтяное машиностроение; автомобильная промышленность; строительное, дорожное и коммунальное машиностроение. Предприятия приборостроения, сосредоточенные до недавнего времени в отраслевом министерстве, выпускают средства измерения, анализа, обработки и предоставления информации, устройства регулирования, автоматические и автоматизированные системы управления .
Любая задача на подобной машине решается таким образом, что в необходимый момент времени на всех устройствах машины, участвующих в ее решении, производятся одновременно все требуемые уравнением математические преобразования, соответствующие текущему значению переменного. Поэтому тип и сложность математических задач, которые могут быть решены на аналоговых вычислительных машинах, ограничены составом оборудования машины. Исходя из этого, при создании таких машин их стараются конструировать достаточно гибкими, позволяющими решать сравнительно широкий круг инженерно-технических, научных и исследовательских задач Машины этого класса, работая в реальном масштабе времени, широко применяются в автоматических и автоматизированных системах управления .
При корректирующем кодировании для повышения верности передачи информации воздействуют как на способ передачи, так и на способ приема. Применяют его в тех случаях, когда возможности других способов повышения верности исчерпаны. Это обусловлено усложнением систем связи при введении корректирующих устройств, ростом материальных затрат, а в ряде случаев и снижением надежности аппаратуры.
Развитие корректирующего кодирования в значительной мере связано с внедрением автоматических и автоматизированных систем обработки информации , построенных на ЦВМ. Эти системы обычно являются важной составной частью иерархических систем более высокого ранга, таких, как автоматизированные системы управления воздушным движением, системы бронирования и продажи билетов, системы управления предприятиями и технологическими процессами. Допустимая вероятность ошибки при передаче одного бита информации в современных автоматизированных системах не должна превышать 10 - 6 - 10 - 9, что на 3 - 4 порядка меньше той, которая наблюдается в реальных каналах связи.
Корректирующее кодирование направлено на согласование высоких требований к верности передачи данных и низкого качества реальных каналов, плохо приспособленных для передачи данных. Применению кодирования благоприятствует то, что большинство алгоритмов кодирования и декодирования может быть реализовано не аппаратурным, а программным способом в ЦВМ.
Информационно-вычислительная сеть (ИВС) - коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация, а узлами сети служит вычислительное оборудование. Компонентами ИВС могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети. Эти компоненты составляют оконечное оборудование данных. В качестве оконечного оборудования данных могут выступать ЭВМ, принтеры, плоттеры и другое вычислительное, измерительное и исполнительное оборудование автоматических и автоматизированных систем . Собственно пересылка данных происходит с помощью сред и средств, объединяемых термином среда передачи данных.