Управління та безпека: відмінності між версіями
Вилучено вміст Додано вміст
Mfcker (обговорення | внесок) |
Mfcker (обговорення | внесок) |
||
Рядок 13:
Стан об'єкта задається (на кожний момент часу) числами <math>x^{1},x^{2},...,x^{n},</math> які називаються фазовими коордиатами об'єкта. Наприклад, за розгляду прямолінійного руху автомобіля стан автомобіля можна охарактеризувати двома числами: пройденою відстанню <math>S</math> та швидкістю руху <math>v;</math> ці дві величини змінюються з плином часу не самовільно, а під впливом волі водія, який може за своїм бажанням керувати роботою двигуна, зменшуючи чи збільшуючи силу, розвинуту двигуном <math>F.</math> Таким чином, стан автомобіля характеризується трійкою <math>(s,v,t).</math> У електричній прасці із терморегулятором координатами будуть сила струму <math>I</math> й температура нагріву <math>{}^{\mathrm{o}}t</math>, тобто пара <math>(I,{}^{\mathrm{o}}t),</math> а керуючим параметром - положення терморегулятора.
Рух об'єкта полягає з математичної точки зору у тому, що його стан з плином часу змінюється, тобто <math>x^{1},x^{2},...,x^{n}</math> є змінними величинами (функціями часу). Рух об'єкта управління відбувається не самовільно, ним можна керувати; зокрема, об'єкт управління повинен бути наділений "кермами", положення яких характеризується (у кожний момент часу) числами <math>u^{1},u^{2},...,u^{s};</math> ці числа називаються керуючими параметрами.
[[Файл:Уррукреореоккео.tif|міні|265x265пкс|Функції системи]]
Однією із основних задач, які виникають при створенні системи управління, є прогнозування її властивостей (функцій). Функція системи - сукупність результатів впливів, здійснюваних даною системою на середовище, на інші системи та на саму себе. Цією характеристикою визначається роль, яку відіграє система у надсистемі, і місце, яке вона займає серед оточуючих об'єктів. Основна функція - це призначення системи. Неосновні функції - ситуативні й тимчасові, а основна функція - постійна. Зміна основної функції означає докорінну зміну системи. Негативні неосновні функції перешкоджають виконанню системою своєї основної функції, а позитивні сприяють; негативні є лише супутніми, але породжуються системою. У нейтральних функціях може приховуватися позитивний чи негативний потенціал, який може проявлятися за певних умов. Ефективність системи - кількісна або якісна характеристика, яка дозволяє робити висновок про ступінь виконання системою притаманних їй функцій. Коли основна функція виражається через її цільову спрямованість, ефективність відображає ступінь досягнення системою своїх цілей. Цільова спрямованість визначається управлінням, тобто сукупністю узгоджених керуючих сигналів (планування), породжуючих систему у її зв'язку із середовищем, у якому вона функціонує. Автоматична регуляція (адаптація системи) полягає у здатності системи виконувати основну функцію при збуреннях, які повідомляються системі середовищем (за взаємодії функцій системи із середовищем), тобто у її стійкості.
Процес управління здійснюється шляхом повідомлення об'єкту управління спеціально організованих зовнішніх впливів ("середовищних"), що змінюють декотрі його властивості.
[[Файл:Element-napravleniy1.tif|міні|Модель лінійної системи]]
Основним методом прогнозування функцій систем є застосування математичних моделей. Математична модель елемента спрямованої дії має вигляд <math>Y=L(V,X),</math> де <math>L</math> - алгоритм (множина із визначеним на ній відношенням часткового порядку <math>\leq</math>), <math>V,X</math> - аргументи. При цьому мається на увазі, що аргумент <math>X</math> відтворює у деякому сенсі вхід елемента, а <math>V</math> - впливаючі на нього збурення; <math>Y</math> - вихід.
Якщо через <math>M_{Y}</math> позначити множину значень <math>Y,</math> за яких властивості (стан) об'єкта задовільняють вимогам, а через <math>R_{Y}</math> - множину значень <math>Y,</math> які реально можуть бути досягнутими у процесі функціонування об'єкта, то мета управління може бути визначена співвідношенням <math>R_{Y}\subset M_{Y}.</math> Якщо це співвідношення справджується без будь-якого втручання ззовні, то процес управління стає зайвим. Застосування управління стає необхідним, якщо на об'єкт впливають чинники (збурення), які приводять до порушення даного співвідношення. На практиці керуючі впливи (управління) <math>U</math> здійснюються декотрим регулятором, у загальному випадку пов'язаним із станом об'єкта та прикладеними до нього збуреннями. При цьому сам регулятор може зазнавати збурень.
Під елементом спрямованої дії розуміється фізичний об'єкт, що має вхід <math>X</math> (векторний) та вихід <math>Y</math> (векторний), фізична природа яких є довільною. При цьому припускається, що вхід <math>X</math> декотрим чином впливає на вихід <math>Y,</math> однак зворотного впливу <math>Y</math> на <math>X</math> немає.
Зворотний зв'язок - вплив результату функціонування будь-якої системи на характер її подальшого функціонування. По характеру дії зворотні зв'язки ділять на негативні й позитивні. Негативні зворотні зв'язки прагнуть повернути систему у стійкий стан після відхиляючих впливів й складають основу так званих адаптивних механізмів функціонування систем будь-якої природи. Наявність позитивного зворотного зв'язку не усуває виникаючі у системі зміни після відхиляючих впливів, а навпаки, приводить ще до більш сильного відхилення системи від свого стійкого стану. Як позитивні, так і негативні зворотні зв'язки бувають детермінованими та випадковими, стабільними й нестабільними, зосередженими (кумулятивними) й розосередженими, запізнюваними й випереджуваними, посилюючими та послабляючими (компенсуючими), транслюючими та перетворюючими. Комбінуючись й сповнюючись конкретним змістом, зворотні зв'язки утворюють нескінченну множину механізмів, які формують цілісні властивості систем, а також визначають характер їх поведінки. Присутність у спостережуваному довільному явищі зворотних зв'язків порушує лінійну причинно-наслідкову логіку його аналізу. У такому явищі причина стає наслідком та, навпаки, наслідок стає причиною. Ситуація причинно-наслідкової інверсії свідчить про існування у досліджуваному об'єкті самоорганізації.
===Рефлексивне управління===
| |||