что такое автоматические устройства без обратной связи
Управление. Система без обратной связи
Не в каждой системе управление осуществляется с помощью обратной связи. Т.е. управляющее воздействие не всегда бывает связано с конкретным состоянием на выходе системы. Простейшая из таких систем без обратной связи – управление уличным движением с помощью светофора. В этом случае движение регулируется по заранее заданной программе переключения цветов светофора независимо от фактического потока автомобилей, т.е. состояния системы на выходе. Другие примеры управления без обратной связи: уставы, кодексы, инструкции и наставления, регламентирующие управляющие действия в заданных условиях. При этом может оказаться, что управленческое решение, принятое согласно регламентирующему документу, с учетом конкретной ситуации, характеризующей состояние системы на выходе, когда решение было принято, не является наилучшим по сравнению с другими возможными. Но оно тем не менее считается правомочным, так как в точности отвечает регламентирующему документу. Подобные случаи порождают порой ситуации, когда возникает альтернатива – принять решение «по закону» или «по совести». Решение «по совести» может отражать учет неординарных обстоятельств, уводящих в сторону от решения «по закону».В каких случаях система управления создается с обратной связью, а в каких – без нее, зависит, прежде всего, от целей и ограничений функционирования системы. Здесь могут приниматься во внимание экономические условия альтернативных вариантов. Пример: управление уличным движением с помощью автоматически переключающегося светофора (без обратной связи) или регулировщика (с обратной связью).
Что такое обратная связь в электронике и автоматике
На функционирующую систему, кроме выходной величины, могут действовать также внешние воздействия (х на рис. 1). Цепь AB, по которой передается обратная связь, называется цепью, линией или каналом обратной связи.
Канал может сам содержать какую-либо систему (Д, рис. 2), преобразующую выходную величину в процессе ее передачи. В этом случае говорят, что обратная связь с выхода системы на ее вход осуществляется с помощью или через посредство системы Д.
Обратная связь является одним из важнейших понятий электроники и теории автоматического управления. Конкретные примеры реализации систем, содержащих обратные связи, можно обнаружить при изучении самых разнообразных процессов в автоматических системах, живых организмах, экономических структурах и т. п.
В силу универсальности понятия применимого в различных областях науки и техники, терминология в этой области не установилась, и в каждой частной области знаний, как правило, используется своя терминология.
Так, например, в системах автоматического регулирования широко применяются понятия отрицательной и положительной обратной связи, которыми определяется связь выхода системы с ее входом через усилительное звено с соответственно отрицательным или положительным коэффициентом усиления.
В теории электронных усилителей смысл этих терминов иной: отрицательной называется обратная связь, уменьшающая абсолютную величину общего коэффициента усиления, а положительной — увеличивающая ее.
В зависимости от способов реализации в теории электронных усилителей выделяют обратные связи по току, по напряжению и комбинированную.
В системы автоматического регулирования часто вводят дополнительные обратные связи, используемые для стабилизации систем или улучшения переходных процессов в них. Они иногда называются корректирующими и среди них выделяют жесткую (осуществляемую с помощью усилительного звена), гибкую (реализуемую дифференцирующим звеном), изодромную и т. п.
В различных системах можно всегда обнаружить замкнутую цепь воздействий. Например, на рис. 2 часть С системы действует на часть Д, а последняя снова на С. Поэтому такие системы называют также системами с замкнутой цепью воздействий, системами с замкнутым циклом или замкнутым контуром.
В сложных системах может существовать множество различных цепей обратных связей. В многоэлементной системе выход каждого элемента может, вообще говоря, воздействовать на входы всех остальных элементов, включая свой собственный вход.
Любое воздействие можно рассматривать с трех основных сторон: метаболической, энергетической и информационной. Первая связана с изменениями расположения, формы и состава вещества, вторая — с передачей и преобразованием энергии, а третья — с передачей и преобразованием информации.
В теории управления рассматривается исключительно информационная сторона воздействий. Таким образом, обратная связь может быть определена как передача информации о выходной величине системы на ее вход либо как поступление информации, преобразованной звеном обратной связи, с выхода на вход системы.
На применении обратной связи основан принцип устройства систем автоматического регулирования (САР). В них наличие обратной связи обеспечивает повышение помехоустойчивости из-за уменьшения влияния помехи (z на рис. 3), действующей в прямом тракте системы.
Если в линейной системе со звеньями, обладающими передаточными фциями Кх(р) и К2(р), снять цепь обратной связи, то изображение х выходной величины х определится следующим соотношением:
Если при этом требуется, чтобы выходная величина х в точности равнялась задающему воздействию х*, то общий коэффициент усиления системы К(р)= К1(р)К2(р) должен равняться единице, а помеха z должна отсутствовать. Наличие z и отклонение К(р) от единицы обусловливают возникновение погрешности е, т. е. разности
Если теперь замкнуть систему с помощью обратной связи, как показано на рис. 3, изображение выходной величины х будет определяться следующим соотношением:
Из соотношения следует, что при достаточно большом по модулю коэффициент усиления Кх(р) второе слагаемое пренебрежимо мало и, следовательно, влияние помехи z ничтожно. В то же время значение выходной величины х будет очень мало отличаться от значения задающего воздействия.
В замкнутой системе с обратной связью удается значительно уменьшить влияние помех по сравнению с разомкнутой системой, т. к. последняя не реагирует на действительное состояние управляемого объекта, «слепа» и «глуха» к изменению этого состояния.
Рассмотрим в качестве примера полет самолета. Если заранее с высокой точностью установить рули самолета так, чтобы он летел в заданном направлении, и жестко закрепить их, то порывы ветра и др. случайные и заранее непредвиденные факторы собьют самолет с нужного курса.
Исправить положение в состоянии только система с обратной связью (автопилот), способная сравнивать заданный курс х* с фактическим х и в зависимости от образовавшегося рассогласования изменять положение рулей.
О системах с обратной связью часто говорят, что они управляются ошибкой е (рассогласованием). Если звено Кх(р) представляет собой усилитель с достаточно большим коэффициентом усиления, то при определенных условиях, наложенных на передаточную функцию К2(р) остальной части тракта, замкнутая система остается устойчивой.
Обратная связь в смешанных системах имеет место также и при функционировании сложных систем, состоящих из объектов различной природы, но действующих целенаправленно. Такими являются системы: оператор (человек) и машина, учитель и ученик, лектор и аудитория, человек и обучаемое устройство.
Во всех этих примерах мы имеем дело с замкнутой цепью воздействий. По каналам обратной связи оператор получает информацию о характере функционирования управляемой машины, обучающий — информацию о поведении ученика и о результатах обучения и т. п. Во всех этих случаях в процессе функционирования существенно изменяются как содержание информации, передаваемое по каналам, так и сами каналы.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Урок 6
Понятие о системах автоматического управления. Робототехника
Раздел. Технологическая система. Тема урока. Понятие о системах автоматического управления. Робототехника. Тип урока: комбинированный. Цели урока: организовать деятельность обучающихся по формированию понятий «система автоматического управления» и «робототехника»; научить разбираться в классификации систем автоматического управления, различать бытовые автоматизированные и автоматические устройства, окружающие человека в повседневной жизни.
Технологическая система
§8. Системы автоматического управления. Робототехника
Системы автоматического управления
Система автоматического управления (САУ) — это комплекс средств микропроцессорной и вычислительной техники, осуществляющей автоматическое управление оборудованием какого-либо технологического процесса (без участия производственного персонала).
Система автоматического управления, как правило, состоит из двух основных элементов: объекта управления и управляющего устройства.
Системы автоматического управления классифицируют по следующим признакам.
1. По цели управления различают:
а) системы автоматического регулирования (САР):
— системы автоматической стабилизации поддерживают на постоянном уровне определённый выходной параметр (например, постоянную температуру в холодильнике);
— системы программного регулирования следят за тем, чтобы выходной параметр изменялся по заданному программному закону (например, цвета светофора менялись через определённое время);
— следящие системы срабатывают только тогда, когда это необходимо (например, шлюзы водоёма открываются и выпускают воду тогда, когда уровень воды достигает критического уровня в сезон дождей);
б) системы экстремального регулирования (СЭР), которые реагируют на минимальное пли максимальное значение какого-то критерия (например, если в квартире одновременно включают микроволновую печь, тостер и электрический чайник, то электричество автоматически отключается);
в) адаптивные системы автоматического регулирования (ACAP) обеспечивают спокойное функционирование системы при изменении внешних воздействий в широких пределах (например, автопилот самолета удерживает заданный курс при изменении погодных условий за бортом самолёта).
2. По виду информации в управляющем устройстве различают:
— замкнутые САУ, в которых управляющее воздействие зависит от характера сигнала обратной связи;
— разомкнутые САУ, не имеющие обратной связи и не реагирующие на качество получаемого результата (например, автоматическая система полива газона или таймер).
Примерами объектов, имеющих системы автоматического управления, являются автоматы (торговые, музыкальные, игровые), телевизоры, стиральные и посудомоечные машины, телефоны, автомобили и др.
Робототехника
Развитие автоматизации привело к созданию в XX в. робототехники.
Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства.
Робототехника опирается на такие дисциплины, как механика, информатика, электротехника, электроника и др. Существует робототехника промышленная, строительная, космическая, авиационная, военная, подводная, бытовая и др. Главным объектом робототехники является робот — автоматическая машина.
Различают два основных класса роботов.
Манипуляционные роботы — автоматические машины, корпус которых жестко прикреплен к полу, стене или потолку цеха, для работы чаще всего в машиностроительном или приборостроительном производстве. Они имеют исполнительные устройства — манипуляторы (конечности), способные перемещаться в нескольких направлениях, и устройство программного управления, которое управляет роботом.
Мобильные роботы — автоматические машины, которые могут перемещаться по поверхности. Такие роботы (имеющие автоматически управляемые приводы) могут быть колёсными, гусеничными, шагающими, ползающими, плавающими и летающими. Первым восьмиколесным автоматическим планетоходом, передвигавшимся по поверхности Луны, было устройство «Луноход-1», сделанное в нашей стране и доставленное на Луну в 1970 г. (рис. 17).
C момента возникновения робототехники учёные пытаются создать робота, похожего на человека, робота-андроида. Оказалось, что робот, шагающий на двух «ногах» (скорость ходьбы до 2,7 км/ч, время работы 1 ч), с трудом может сохранять равновесие. Тем не менее сейчас уже созданы экспериментальные образцы роботов, способных не только идти по ровной поверхности, но и подниматься по лестнице (рис. 18).
Промышленные роботы применяются на крупных предприятиях для перемещения предметов производства и выполнения технологических операций: сварки, сверления, шлифования, полировки, окраски, сборки и др. (рис. 19). Промышленный робот имеет один или несколько манипуляторов, совершающих поступательное и вращательное движения и способных удерживать рабочие инструменты.
Применение роботов в промышленном производстве имеет ряд преимуществ: они могут работать круглые сутки без остановок; выполняют технологические операции с высокой точностью; работают в помещениях, загрязнённых вредными веществами, где человеку находиться опасно; обеспечивают высокое качество продукции и т. д.
Транспортные роботы служат для транспортировки грузов и загрузки оборудования в автоматизированном производстве.
Бытовые роботы предназначены для помощи человеку в повседневной жизни. Сейчас такие роботы ещё мало распространены, но учёные предполагают их широкое внедрение в будущем. В настоящее время успешно применяются роботы-пылесосы, роботы для очистки бассейнов, роботы-уборщики, роботы для очистки водосточных желобов на крышах домов и др.
Боевые (военные) роботы — это устройства автоматики, заменяющие человека в боевых ситуациях для сохранения человеческой жизни или для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.
Социальный робот — машина, способная в автономном или полуавтономном режиме взаимодействовать и общаться с людьми в общественных местах или дома. Это роботы — няни и сиделки, помощники инвалидов, дворецкие, учителя и др.
Сельскохозяйственные роботы используются в сельском хозяйстве при обработке земли, поливе, уборке урожая, стрижке овец и др.
Медицинские (хирургические) роботы в последние годы успешно применяются при проведении операций на людях.
Примерами летающих роботов являются активно распространяющиеся в наше время беспилотные летательные аппараты. Плавающие роботы повторяют движения рыб или медуз.
Роботы-игрушки широко производятся промышленностью разных стран и пользуются большой популярностью у детей разных возрастов.
Системы управления роботами
В зависимости от системы управления роботы подразделяют на три типа.
Автоматические роботы:
— программные роботы выполняют действия по жёсткой программе, заложенной в память запоминающего устройства;
— адаптивные роботы имеют сенсорные датчики, сигналы от которых поступают в систему управления, система управления анализирует сигналы и принимает решение о дальнейших действиях робота;
— интеллектуальные роботы (роботы с элементами искусственного интеллекта) способны с помощью сенсорных устройств самостоятельно распознавать обстановку и автоматически принимать решение о дальнейших действиях, а также самообучаться по мере накопления собственного опыта деятельности.
Биотехнические роботы:
— человек-оператор дистанционно задаёт с командного устройства необходимое движение, а робот повторяет или копирует его (рис. 20).
Интерактивные роботы:
— автоматизированные роботы, чередующие автоматические режимы управления с биотехническими;
— супервизорные — роботы, выполняющие автоматически все этапы заданного цикла операций, но осуществляющие переход от одного этапа к другому по команде человека-оператора;
— диалоговые роботы способны взаимодействовать с человеком-оператором, используя язык того или иного уровня (включая подачу текстовых или голосовых команд и ответные сообщения робота).
Программирование работы устройств
Чтобы система управления роботом успешно руководила его действиями, человек закладывает внес специальную программу.
Программирование — это процесс создания н поддержания в рабочем состоянии специальных компьютерных программ — программного обеспечения. Программирование является сложным процессом, куда входит анализ и постановка задачи, проектирование программы, построение алгоритмов, написание текста, отладка и тестирование программы, документирование, настройка, доработка и сопровождение. Утверждают, что программирование сочетает в себе элементы искусства, науки, математики и инженерии.
Программирование основывается на использовании языков программирования, на которых записываются инструкции для компьютера. Язык программирования — это формальная система знаков, предназначенная для записи компьютерных программ.
Знакомимся с профессиями
Программист — специалист, занимающийся проектированием, разработкой, производством программного обеспечения как промышленной продукции, удовлетворяющей заданным функциональным, конструктивным и технологическим требованиям. Результатом его деятельности является программное обеспечение. В связи со значительным распространением в современном обществе вычислительной техники потребность в профессиональных программистах постоянно растёт.
Практическая работа № 6
Ознакомление с автоматизированными и автоматическими устройствами
1. Начертите в рабочей тетради приведённую таблицу и запишите в соответствующую колонку технические устройства, окружающие вас в повседневной жизни (будильник, утюг, микроволновая печь, холодильник, электрическая кофемолка, тостер, газовая или электрическая плита, стиральная машина, посудомоечная машина). Запишите также устройства, не указанные в данном перечне, которые вы наблюдаете на улице, в магазинах и других местах.
| Автоматизированные устройства | Автоматические устройства без обратной связи | Автоматические устройства с обратной связью |
2. Исследуйте детские автоматические игрушки с дистанционным управлением (модели автомобилей, подъёмных кранов, вертолётов, самолётов и др.). Начертите в рабочей тетради таблицу и укажите в ней, какие движения могут выполнять эти устройства в целом и отдельные их элементы.
| Название модели | Поступательное движение | Вращательное движение |
Запоминаем опорные понятия
Система автоматического управления; робототехника, роботы: манипуляционные, мобильные; робот-андроид; роботы промышленные, транспортные, бытовые, боевые, социальные, сельскохозяйственные, медицинские; роботы автоматические, биотехнические, интерактивные; программирование, язык программирования.
Самостоятельная работа
Работа с информацией.
Ознакомьтесь, выполнив поиск в Интернете и других источниках информации, с видами роботов, не рассмотренными в учебнике. Выясните, для каких целей они созданы человеком, какими способностями обладают. Сохраните информацию в форме описания, схем, фотографий и др.
Проверяем свои знания
1. Для какой цели человек создаёт системы автоматического управления?
2. Что такое робототехника?
3. Перечислите типы роботов в зависимости от их функционального назначения.
Что такое автоматические устройства без обратной связи
Информационные модели систем управления
В 1948 году в США и Европе вышла книга американского математика Норберта Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». Эта книга провозгласила рождение новой науки — кибернетики. Н.Винер предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из важнейших их приложений, а для этого потребуется глубокий теоретический анализ самого процесса управления. Не случайно время появления кибернетики совпало с созданием первых ЭВМ.
С точки зрения кибернетики взаимодействие между управляющим и управляемым объектами рассматривается как информационный процесс. С этой позиции оказалось, что самые разнообразные процессы управления происходят сходным образом, подчиняются одним и тем же принципам. Обсудим, что же такое управление с кибернетической точки зрения.
Управление есть целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, другие — управляемыми.
В процессе функционирования сложных систем (биологических, технических и т. д.) важную роль играют информационные процессы управления. Для поддержания своей жизнедеятельности любой живой организм постоянно получает информацию из внешнего мира с помощью органов чувств, обрабатывает ее и управляет своим поведением (например, перемещаясь в пространстве, избегает опасности).
В процессе управления полетом самолета в режиме автопилота бортовой компьютер получает информацию от датчиков (скорости, высоты и т. д.), обрабатывает ее и передает команды на исполнительные механизмы, изменяющие режим полета (закрылки, клапаны, регулирующие работу двигателей, и т. д.).
В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух объектов — управляющего и управляемого, которые соединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи — информация о состоянии управляемого объекта.
Системы управления без обратной связи. В системах управления без обратной связи не учитывается состояние управляемого объекта и обеспечивается управление только по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому объекту)
Система управления без обратной связи
В качестве примера системы управления без обратной связи рассмотрим процесс записи информации на гибкий диск, в котором контроллер дисковода (управляющий объект) изменяет положение магнитной головки дисковода (управляемый объект).
Для того чтобы информация могла быть записана, необходимо установить магнитную головку дисковода над определенной концентрической дорожкой диска. При записи информации на гибкие диски не требуется особой точности установки (имеется всего 80 дорожек) и можно не учитывать возможные (например, от нагревания) механические деформации дискеты. Поэтому контроллер дисковода для установки магнитной головки над требуемой магнитной дорожкой дискеты просто перемещает ее вдоль радиуса дискеты.
Системы управления с обратной связью. В системах управления с обратной связью управляющий объект по прямому каналу управления производит необходимые действия над объектом управления, а по каналу обратной связи получает информацию о его реальных параметрах. Это позволяет осуществлять управление с гораздо большей точностью. 
Информационная модель системы управления с обратной связью
Система управления с обратной связью
Пример использования системы управления с обратной связью — запись на жесткий диск. При записи информации на жесткий диск требуется особая точность установки магнитных головок, так как на рабочей поверхности пластин имеются тысячи дорожек, и необходимо учитывать их механические деформации (например, в результате изменения температуры). Контроллер жесткого диска (управляющий объект) по каналу обратной связи постоянно получает информацию о реальном положении магнитных головок (управляемый объект), а по каналу управления выставляет головки над поверхностью пластин с большой точностью.
и автоматические системы управления
Компьютеры помогают решать задачи управления в самых разных масштабах: от управления станком или транспортным средством до управления производственным процессом на предприятии или даже целой отраслью экономики государства.
Конечно, поручать компьютеру полностью, без участия человека, руководить предприятием или отраслью экономики — сложно, да и не безопасно. Для управления в таком масштабе создаются компьютерные системы, которые называются автоматизированным системами управления (АСУ). Такие системы работают вместе с человеком.
В АСУ используются самые современные средства информационных технологий: базы данных и экспертные системы, методы математического моделирования, машинная графика и пр.
С распространением персональных компьютеров технической основой АСУ стали компьютерные сети. В рамках одного предприятия это локальные компьютерные сети. Автоматизированные системы управления, работающие в масштабах отрасли, в государственных масштабах, используют глобальные сети ЭВМ.
Другим вариантом применения ЭВМ в управлении являются системы автоматического управления (САУ). Объектами управления в этом случае чаще всего выступают технические устройства (станок, ракета, химический реактор, ускоритель элементарных частиц).
АСУ помогает руководителю получить необходимую информацию для принятия управляющего решения, а также может предложить наиболее оптимальные варианты таких решений. Однако окончательное решение принимает человек.
В САУ все операции, связанные с процессами управления (сбор и обработка информации,
формирование управляющих команд, воздействие на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного участия человека.
Устройства автоматического управления стали создаваться задолго до появления первых ЭВМ. Как правило, они основаны на использовании каких-либо физических явлений. Например, автоматический регулятор уровня воды в баке основан на выталкивающем действии воды на поплавок регулятора; автоматические предохранители в электрических сетях основаны на тепловом действии электрического тока; система автоматического регулирования освещенности в помещении использует явление фотоэффекта. Существуют и более сложные примеры бескомпьютерного автоматического управления.
Преимущество компьютерных систем автоматического управления перед такими устройствами в их большей интеллектуальности, в возможности осуществлять более сложное управление, чем. простые автоматы.
Рассмотрим ситуацию, в которой объектом управления является техническое устройство (лабораторная установка, бытовая техника, транспортное средство или промышленное оборудование).
Компьютер работает с двоичной информацией, помещенной в его память. Управляющая команда, выработанная программой, в компьютере имеет форму двоичного кода. Чтобы она превратилась в физическое воздействие на управляемый объект, необходимо преобразование этого кода в электрический сигнал, который приведет в движение рычаги управления объектом. Такое преобразование из двоичного кода в электрический сигнал называют цифро-аналоговым преобразованием. Выполняющий такое преобразование прибор называется ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).
Приборы, которые дают информацию о состоянии объекта управления, называются датчиками. Они могут показывать, например, температуру, давление, деформации, напряженности полей и пр. Эти данные необходимо передать компьютеру по линиям обратной связи. Если показания датчиков имеют аналоговую форму (электрический ток или потенциал), то они должны быть преобразованы в двоичную цифровую форму. Такое преобразование называется аналого-цифровым, а прибор, его выполняющий — АЦП (аналого-цифровой преобразователь). 
Все сказанное отражается в схеме, приведенной на рисунке. Такая система работает автоматически, без участия человека.
Схема системы автоматического управления
И еще одно понятие, связанное с системами автоматического управления. Говорят, что такие системы работают в режиме реального времени. Легко понять, что всякая управляющая команда должна быть отдана вовремя. Любой процесс происходит с какой-то скоростью, в каких-то временных рамках.
Режим, при котором управляющая система работает синхронно с объектом управления, называется режимом реального времени.
При составлении программ управления в реальном времени программистам приходится решать вопрос не только о том, в каком порядке отдавать команды, но и в какие моменты времени это делать. Значит система управления должна взаимодействовать с прибором, отмеряющим время: часами, таймером.
Напомним, что в составе персонального компьютера есть устройство, называемое генератором тактовой частоты. Работа всех узлов компьютера синхронизируется по тактовой частоте. На выполнение любой операции отводится определенное количество тактов. Тактовая частота измеряется в мегагерцах. Частота в один мегагерц соответствует миллиону тактов в секунду. Вот на эти часы и ориентируется программа управления в
Не следует думать, что в системах автоматического управления всегда используется универсальный компьютер с полным комплектом всех устройств (клавиатура, дисплей и пр.). Конечно бывает и такое, но очень часто для этих целей применяются специализированные устройства. В их состав обязательно входят процессор, память и необходимые средства связи с объектом управления. Если управляющая система все время должна работать по одной и той же программе, то эта программа хранится в постоянной памяти (ПЗУ).
В простейших случаях для автоматического управления используются микропроцессоры, встроенные в управляемое устройство. Например, очень часто микропроцессоры применяются в транспортных средствах: автомобилях, самолетах, поездах. Каждый микропроцессор выполняет свою отдельную функцию, управляет работой определенного узла. Например, в автомобилях используется микропроцессор, управляющий работой карбюратора — устройства, регулирующего подачу топлива в двигатель. Такое автоматическое управление снижает расход горючего, повышает КПД двигателя.
Современные самолеты «нашпигованы» многочисленной электроникой: от микропроцессоров, управляющих отдельными приборами, до бортовых компьютеров, прокладывающих маршрут полета, то есть выполняющих функции штурмана.
Автоматизированные системы управления (АСУ) помогают человеку в сборе информации и принятии управляющих решений.
В системах автоматического управления (САУ) все операции, связанные с процессами управления, происходят автоматически, без непосредственного участия человека, по заранее составленной программе.
В САУ на линии прямой связи для преобразования двоичной информации в аналоговый сигнал используется прибор ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь); на линии обратной связи для преобразования аналогового электрического сигнала в двоичный код используется прибор АЦП (аналого-цифровой преобразователь).
Управление в САУ происходит в режиме реального времени.
Самоуправление — это способ управления объектом, когда нет автономной от него управляющей системы.
Цель самоуправляющейся системы формируется внутри нее, а не задается извне.
Управление может осуществляться без управляющей системы — субъекта управления, независимого от управляемого объекта, в следующих случаях:
• один из элементов объекта управления оказывает управляющее воздействие на другие элементы, то есть берет на себя функции субъекта управления;
• в процессе самоуправления цели отдельных элементов (как субъектов управления) корректируются в процессе взаимодействия с другими элементами.
Механизм самоуправления, согласно Н. Винеру, может быть объяснен на основе понятия обмена информацией, циркулирующей в системе, между элементами системы.
В основе механизма самоуправления лежат информационные модели, на основе которых живое существо или созданный человеком механизм (как элемент системы) осуществляет взаимодействие с системой в целом и в ее рамках с внешней средой.
Модель самоуправления основывается на следующих предположениях:
• элементы объекта управления оказывают управляющие воздействия на другие элементы, то есть распределяют между собой функции субъекта управления;
• у каждого элемента системы есть индивидуальные цель и модель ситуации, причем информационные модели у различных элементов могут не совпадать друг с другом.
Пример. Бактерия попадает в среду, содержащую ядовитый для нее пенициллин. В ответ она начинает выделять особое вещество — фермент пенициллин, который его разрушает. Как только бактерия разрушит весь пенициллин, синтез фермента прекратится.
Пример. Человек начинает бег. Пульс у него немедленно учащается, в результате снабжение мышц кислородом увеличивается и они получают больше энергии для своей работы.