Билет № 8. 1. Управление как информационный процесс

1. Управление как информационный процесс. Замкнутые и разомк­нутые системы управления, назначение обратной связи.

1. Преобразование, целенаправленная обработка информации — важнейший из информационных процессов.

Преобразование информации о состоянии окру­жающей среды, выбор на основе этой информации наиболее целесообразного поведения — постоянная функция мозга и нервной системы человека или животного. Решение задачи, встающей перед чело­веком в любом виде его деятельности, — также про­цесс преобразования исходной информации в ин­формацию, отражающую результат решения этой задачи. Преобразование, анализ информации — ос­нова выбора решений, процессов управления в лю­бой области.

Рассмотрим с этих позиций, как осуществляется процесс управления на примере управления авто­мобилем.

В процессе управления человек с помощью орга­нов чувств воспринимает информацию об окружаю­щей среде (состояние дороги, дорожные знаки, сиг­налы светофора, наличие встречного транспорта, пешеходов и т. д.). Эта информация через органы чувств передается в мозг человека, где преобразу­ется в другую информацию — последовательность сигналов, передающихся по нервным путям и уп­равляющих движением ног и рук водителя, воздей­ствующих на руль, сцепление, тормоза и другие ус­тройства автомобиля.

Этот пример показывает, что без информации, ее передачи, преобразования и использования управле­ние невозможно. В основе любого процесса управ­ления лежат информационные процессы.

В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух систем — управляющей и управляемой. Если они соединены каналами пря­мой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью.

По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управ­ляющем органе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, управляемый объект со­единен с управляющим органом каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоя­нии управляемого объекта. В управляющем органе эта информация используется для выработки но­вых сигналов управления, направляемых к управ­ляемому объекту.

Рассмотрим простейший пример управления — поддержание постоянно заданной температуры в электрической печи (или термостате). Выполняя эту задачу вручную (без применения средств авто­матики), человек должен: 1) наблюдать за показа­ниями термометра, 2) сравнивать эти показания с заданной температурой и 3) при наличии разности между заданным и наблюдаемым значениями пере­двигать ползунок регулируемого реостата, изменяя силу тока и температуру электронагревательного прибора таким образом, чтобы эта разность стреми­лась к нулю.

Структура автоматической системы, предназна­ченной для решения такой задачи, сводится к схе­ме, изображенной на рисунке.

Датчик (измерительный орган) измеряет вели­чину, подлежащую регулированию (температуру) и преобразует ее в другую величину, более удобную для использования в управляющем органе. Послед­ний воспринимает эту информацию, сравнивает ее

с заданным значением и при наличии расхождения передает соответствующую команду на исполнитель­ный орган, который и восстанавливает заданное зна­чение регулируемой величины (в нашем случае — температуры). В качестве исполнительных органов используются устройства, непосредственно воздей­ствующие на технологический процесс (двигатели, электромагниты и т. п.).

Такие системы представляют собой типичный пример систем автоматического регулирования.