2. Понятие системы и системы управления

Понятие системы управления. Система, в которой осуществляется управление тем или другим объектом либо процессом, называется системой управления (СУ).

Под управлением обычно понимается процесс, когда один объект обеспечивает требуемое поведение другого объекта с помощью целенаправленных воздействий (команд).

Объект, вырабатывающий целенаправленные воздействия, называется управляющей или командной системой (КС). В технических системах этот объект именуют устройством управления.

Объект, которым управляют, называется объектом управления (ОУ). Для него также используют термины - управляемый объект, управляемая система, управляемый процесс.

Обобщенно система управления представляется совокупностью командной системы и объекта управления, взаимодействующих при решении задачи управления.

Прикладываемые со стороны командной системы к ОУ целенаправленные силы называются управляющими воздействиями. В общем случае процесс выбора значений этих сил для обеспечения желаемого поведения ОУ называют принятием решений по управлению объектом.

Изменение состояния ОУ происходит под влиянием управляющих сил и возмущений среды. В совокупности эти воздействия называются входными величинами СУ. Параметры, характеризующие состояние системы, являются ее выходными величинами. Те из них, которые в процессе управления преднамеренно изменяются или сохраняются постоянными в соответствии с целью задачи, именуются управляемыми величинами.

Основные условия осуществимости управления. Для возможности решения системой задачи управления ОУ должен быть управляемым и наблюдаемым, а командная система – обладать способностью управлять.

Под управляемостью в общем случае понимается способность объекта управления выполнять должным обратом команды КС за определенное конечное время.

Наблюдаемость - это возможность контроля состояния объекта управления (основное - его управляемых переменных) командной системой.

Способность управлять означает наличие у КС достаточных средств для выработки решений и проведения их в жизнь.

Этапы принятия решений при управлении. В теории управления принятия решений рассматривается как циклический процесс, каждый цикл которого включает реализацию следующих функций:

1. получение информации о состоянии СУ и внешней среды, прогноз и оценка удовлетворительности состояния системы;

2. формирование цели о некотором другом состоянии, в которое желательно перевести систему;

3. определение допустимых путей достижения системой поставленной цели;

4. выбор из множества допустимых решений наилучшего;

5. реализация принятого решения.

Рассмотренные первые три этапа называются подготовкой решения, а четвертый - принятием решения.

Виды структур СУ. Различают командную, функциональную и формальную структуры систем управления.

Представление СУ компонентами, выступающими в роли управляющих или управляемых подразделений, называется ее командной организацией или командной структурой.

Под функциональной структурой или функциональной организацией системы управления понимается схема функциональных устройств СУ и связей между ними.

Схема, отражающая формальный характер преобразования входных сигналов СУ в выходные, носит название формальной (описательной, математической) структуры системы управления.