Алгоритмы управления.

Алгоритмы управления.

    Управление  —  это процесс целенаправленного воздействия на объект; осуществляется для организации функционирования объекта по заданной программе.

 

     Управляемым объектом (объектом управления) может быть техническое устройство (например, автомобиль), один человек (например, ученик, солдат) или коллектив (например, оркестр, работники предприятия).

     Управляющим объектом (управляющей системой) может быть человек (например, шофёр, дирижёр оркестра, учитель, директор), коллектив (например, правительство, парламент), а может быть и техническое устройство (например, автоматический регулятор, компьютер).

     Последовательность команд по управлению объектом, приводящая к заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления. 

     Простейшие алгоритмы управления могут состоять из одной команды или представлять собой линейную последовательность команд. Более сложные алгоритмы управления содержат ветвления и циклы. 

Обратная связь.

     Для управления нужна информация.
Во-первых, управляющий объект должен получить информацию о том, что ему нужно, т.е. он должен знать цель своих действий.
Во-вторых, управляющий объект должен знать, как можно достичь поставленной цели.
     Информация о цели и способах её достижения поставленной цели должна быть известна управляющему объекту до начала процесса управления.
Рассмотрим два примера:
  • Регулируемый светофором перекрёсток.

     Управление движением автомашин (объект управления - водитель автомашины) на перекрёстке с помощью светофора (управляющий объект).

     В этой ситуации управляющее воздействие формируется в зависимости от заложенной в управляющем объекте исходной информации. Светофор не воспринимает текущую информацию о состоянии движения на перекрёстке, он не изменяет алгоритм управления от того, что с какой-то стороны скопилось очень много машин и образовалась «пробка».

     Будет срабатывать по четко заложенной программе с определёнными исходными данными.

  • Регулируемый светофором перекрёсток (кибернетическая модель управления).

     В настоящее время очень часто роль управляющей системы отводится компьютеру, в память которого заложена программа управления, предусматривающая все варианты информации, которые могут быть получены по обратной связи.

     Если вместо обычного светофора на дорожном перекрёстке будет установлен «интеллектуальный» светофор — высокотехнологичное устройство, оснащённое датчиками, фиксирующими скорость движения на дороге и плотность транспортных потоков, то управление движением станет более рациональным за счёт учёта информации, поступающей от объекта управления.
      Будет срабатывать по заложенной программе, в которой предусмотрено изменение временных параметров переключения сигналов в зависимости от ситуации на участке дороги.
     Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления в управляющую систему. 
     Обратная связь позволяет корректировать управляющие воздействия управляющей системы на объект управления в зависимости от состояния объекта управления.
     Обратная связь предусмотрена в ряде бытовых приборов (например, утюг с терморегулятором, холодильник, кастрюля-скороварка), в живых организмах, в обществе.
***      ***     ***
     В середине прошлого века выдающийся американский учёный Норберт Винер (1894−1964), изучавший различные технические и биологические системы, установил, что управление в них осуществляется по общей схеме.
     Винер считается основоположником науки об управлении — кибернетики.
     Существует большое количество различных определений понятия «кибернетика», однако все они сводятся к тому, что кибернетика — это наука, изучающая общие закономерности строения сложных систем управления и протекания в них процессов управления. Так как любые процессы управления связаны с принятием решений на основе получаемой информации, то кибернетику часто определяют ещё и как науку об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах.