Управление и кибернетика

Управление и кибернетика

Норберт Винер, американский математик

В 1948 г. в США и Европе вышла книга « Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине ».

Н.Винер сделал анализ процесса управления

Кибернетика

Кибернетика – наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах

Управление есть целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, другие - управляемыми

Схема управления

Управляющее

воздействие

Управляющий

объект

Управляемый

объект

• С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд .

Лежать!

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

Объект управления – исполнитель управляющего алгоритма

Управляющее

воздействие

Управляющий

объект

Управляемый

объект

Обратная связь

Обратная связь –это процесс передачи информации о состоянии объекта управления к управляющему

Управляющее

воздействие

Управляющий

объект

Управляемый

объект

Линейная последовательность команд –линейный алгоритм

Управляющее

воздействие

Управляющий

объект

Управляемый

объект

Обратная связь

Алгоритм, допускающий ветвления и повторения

Системы, в которых роль управляющего поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением .

Признаки программного управления:

• Прямая и обратная связь
• Программа управления (алгоритм, записанный на языке программирования)

Автоматические системы с программным управлением

АСУ

автоматизированные системы управления

САУ

системы автоматического управления

Автоматизированные системы управления (АСУ)

АСУ помогает человеку получить необходимую информацию для принятия управляющего решения, а так же может предложить наиболее оптимальные варианты таких решений.

Окончательное решение принимает человек.

(Базы данных, экспертные системы и др.)

Системы автоматического управления (САУ)

В САУ все операции, связанные с процессами (сбор и обработка информации, формирование управляющих команд, воздействие на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного участия человека .

Объект управления в САУ – техническое устройство: станок, ракета, химический реактор и т.д.

Схема системы автоматического управления

Линия прямой связи

цифровой управл. код

аналоговый управл. сигнал

Объект управления

датчики

ЭВМ (программа управления)

ЦАП

АЦП

цифровая информация

аналоговая информация

Линия обратной связи

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь

САУ работают в режиме реального времени

Режим реального времени –

режим, при котором управляющая система работает синхронно с объектом управления

При составлении программ управления в режиме реального времени учитывается не только порядок команд, но и время, когда надо отдавать команду.

Генератор тактовой частоты

Работа всех узлов компьютера синхронизируется по тактовой частоте.

Тактовая частота измеряется в мегагерцах.

1МегаГерц = 1000000 тактов в секунду

Схема устройства компьютера

УСТРОЙСТВА ВВОДА

ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ

УСТРОЙСТВА ВЫВОДА

Средства долговременного хранения информации

Средства связи компьютера с внешним миром

ПРОЦЕССОР

Средства хранения оперативной информации и её обработки

Специализированное компьютерное устройство

СРЕДСТВА СВЯЗИ С ОБЪЕКТОМ УПРАВЛЕНИЯ

ПАМЯТЬ

ПРОЦЕССОР

В простейших случаях для автоматического управления используются микропроцессоры , встроенные в управляемое устройство

Определение и свойства алгоритма