Принципы управления

В настоящее время выделяют следующие фундаментальные принципы управления:

1. Принцип разомкнутого управления - алгоритм управления строится только на основе заданного алгоритма функционирования и не контролируется по фактическому значению управляемой величины. Схема управления имеет вид разомкнутой цепи (рис. 5.1 ДМ).

Близость х к х₀ обеспечивается жесткостью характеристик схемы. При наличии значительных возмущающих воздействий f величина х может заметно отклониться от заданной, при этом управление станет непригодным и следует использовать другие принципы управления.

Данный принцип помогает определить требуемую реакцию системы на заранее рассчитанное воздействие, которое заранее программируется в виде функции независимого переменного времени. Его используют при уверенности в достоверности сведений об условиях работы системы. Например, в организационных системах подобная уверенность имеет место при высокой исполнительской дисциплине, когда отданное распоряжение не нуждается в последующем контроле. По этой причине иногда такое управление называют директивным. Достоинством подобной схемы является простота организации управления

2. Принцип управления по возмущению - принцип компенсации. Отклонение регулируемой величины зависит не только от возмущающего воздействия, но и от управления. Согласно принципу система управления наблюдает за возмущающими факторами и, учитывая их, строит алгоритм управления так, чтобы действие этих факторов на систему компенсировалось.

Данная схема применяется в случае, когда влияние возмущающих воздействий существенно, и в случае отсутствия их учета система может сильно отклоняться от желаемого состояния. При такой схеме теоретически возможна полная компенсация влияния возмущений, но только по тем воздействиям, по которым ведется учет. Однако в реальной системе невозможно вести учет всех возмущений, поэтому невозможна и полная компенсация их влияния.

Системы управления по возмущению отличаются устойчивостью и быстродействием. Недостатки: трудность измерения нагрузки в большинстве схем, неполный учет возмущений (компенсируются только те возмущения, которые измеряются). Во многих случаях эффективно применение комбинированного управления по возмущению и отклонению. Комбинированное управление объединяет достоинства двух принципов, но схема управления усложняется, а затраты увеличиваются.

3. Принцип управления по отклонению (замкнутого управления, принцип обратной связи). Система управления наблюдает за объектом, на который воздействуют возмущающие факторы. В результате в поведении объекта возникают отклонения. Система управления отслеживает наблюдаемые параметры (переменные) и на основе наблюдений создает алгоритм управления. Особенность принципа - система управления начинает действовать на объект только после того, как факт отклонения уже свершился - наблюдается «обратная связь».

При такой схеме полная компенсация влияния возмущающих воздействий невозможна. Тем не менее, схема управления с обратной связью получила наибольшее распространение на практике. Это объясняется простотой ее реализации.

Обратная связь - любая передача влияния из выхода системы на ее вход. В системах управления обратная связь – информационная связь, с помощью которой в управляющую часть поступает информация о следствиях управления объектом, то есть информация о новом состоянии объекта, который возник под влиянием управляющих действий.

Обратная связь создает в системе новое качество: способность накапливать опыт, определять будущее состояние в зависимости от обращения к прошлому, то есть самообучаться.

В такого рода системах заранее программируется не входное воздействие, а требуемое состояние системы, т.е. следствие воздействий на объект, в т.ч. и управлений. Следовательно, возможна ситуация, когда возмущение оказывает позитивное воздействие на динамику системы, если оно приближает состояние системы к желаемому.

4. Принцип однократного управления. Широкий круг практически значимых задач состоит из необходимости осуществить однократный акт управления, принять решение, последствия которого сохраняются длительное время. Традиционное управление - последовательность разовых решений.