Принципы управления

Система управления = управляющая система (субъект управления) + + управляемая система (объект управления).

Базовым классификационным признаком построения систем управления, определяющим облик системы и ее потенциальные возможности, является способ организации контура управления. В соответствии с последним выделяют несколько принципов управления.

Принцип разомкнутого управления.В основе его лежит идея автономного воздействия на систему вне зависимости от условий ее работы. Очевидно, что область практического применения этого принципа предполагает априорную достоверность знания состояния среды и системы на всем интервале ее функционирования. Тогда можно предопределить реакцию системы на рассчитанное воздействие, которое заранее программируется в виде функции независимого переменного времени (рис. 1).

Рис. 1.Принцип разомкнутого управления

Таким образом, если данное воздействие отлично от предполагаемого, немедленно последуют отклонения в характере изменения выходных координат, т. е. система окажется открытой возмущениям. Поэтому данный принцип используется при уверенности в достоверности сведений об условиях работы системы.

Например, для организационных систем подобная уверенность допустима при высокой исполнительской дисциплине, когда отданное распоряжение не нуждается в последующем контроле. Иногда такое управление называют Директивным. Несомненным достоинством схемы служит простота организации управления.

Принцип разомкнутого управления с компенсацией возмущений.Содержание подхода состоит в стремлении ликвидировать ограниченность первой схемы: нерегулируемое воздействие возмущений на функционирование системы. Возможность компенсации возмущений, а значит, ликвидация недостоверности априорной информации, базируется на доступности возмущений измерениям (рис. 2).

Рис. 2. Принцип компенсационного управления

Принцип замкнутого управления.Рассмотренные принципы относятся к классу разомкнутых контуров управления: величина управления не зависит от поведения объекта, а представляет собой функцию времени или возмущения. Класс замкнутых контуров управления образуют системы с отрицательной обратной связью, воплощающие базовый принцип кибернетики. В таких системах заранее программируется не входное воздействие, а требуемое состояние системы, т. е. следствие воздействий на объект, в т. ч. управления. Следовательно, возможна ситуация, когда возмущение позитивно воздействует на динамику системы, если приближает ее состояние к желаемому.

Для реализации принципа априорно находится программный закон изменения состояния системы во времени [спр (t)], а задача системы формулируется как обеспечение приближения действительного состояния к желаемому. Решение этой задачи достигается определением разности между желаемым и действительным состояниями: Δc(t) = cnр (t) - c(t). Данная разность используется для управления, призванного свести к минимуму обнаруженное рассогласование.

В зависимости от входного сигнала в теории управления различают:

• системы программного регулирования (рассматриваемый случай);

• системы стабилизации, когда cnр (t) = 0;

• системы слежения, когда входной сигнал априорно неизвестен.

Принцип однократного управления.Широкий круг практически значимых задач состоит из необходимости осуществить однократныйакт управления, а именно — принять некоторое решение, последствия которого сказываются длительное время. Разумеется, и традиционное управление можно интерпретировать как последовательность разовых решений.