Процесс циркуляции информации в контуре управления

Информационные процессы в системах управления – это процессы её получения, преобразования и передачи.

Основная функциональная схема информационных процессов в системах управления приведена на рис.1.

На рис.1 показаны объект управления и управляющая система, состоящая из следующих систем: известительной, решающей и исполнительной. Объект управления и управляющая система представляют собой функциональный комплекс, который принято называть «система управления», по крайней мере в случаях, когда решаются задачи управления.

В системе управления информация в общем случае циркулирует по замкнутому контуру. Представляет интерес выяснение обстоятельств (причин и следствий возникновения и существования) циркуляции.

Известно, что «всеобщим свойством материи является отражение». Сейчас трудно сказать, что именно имелось в виду под термином «отражение». Однако очевидно, что, например, в неживой природе нет ничего, что было бы способно создавать, воспроизводить или трансформировать некий смысловой образ, т.е. собственно «отражать». Эти функции свойственны живым существам и специально создаваемым управляющим системам.

Циркуляция информации в системах управления происходит за счёт всеобщего свойства материи – реакции на воздействие. Итак, в системах управления информация циркулирует по контуру управления за счёт реакций каждого из четырёх элементов (рис.1) на входные сигналы. Результатом этих реакций являются их выходные сигналы. Поэтому факт циркуляции информации позволяет условно считать, что и объект управления является «преобразователем информации».

Любая система управления создаётся для достижения определённых «целевых» состояний объекта управления из исходных и реализуется путём решения (решающей системой) определённых конкретных задач управления процессом перевода объекта из исходного состояния в целевоесостояние.

Для решения задач управления необходима информация о состоянии объекта управления, связанная непосредственно и однозначно с решаемой задачей управления. Назовём её «целевой» информацией I₀.

Анализ процесса циркуляции информации в контуре управления позволяет сделать следующиеважные выводы:

1. Решение задач управления возможно, только если и именно потому, что реакция объекта на воздействие изучаема и может быть предсказана. Это обстоятельство даёт возможность заранее разработать алгоритм управления по целевой информации.

Возможность изучить и предсказывать реакции объекта на управляющие воздействия исполнительной системы – это одно из основных свойств, а также необходимое условие создания и безаварийного применения любой из систем управления от простейшего ручной системы регулирования до сложнейших, в том числе АСУ ССАО.

2. Без наличия полной (достаточной, исчерпывающей) целевой информации решение соответствующей задачи управления невозможно. Смысл этого ограничения не изменится, если его сформулировать следующим образом: содержанию решаемых для достижения определённых целей управления задач управления должна однозначно соответствовать целевая информация, предоставляемая в полном объёме. Предоставление целевой информации в полном объёме – это основная функция известительной системы.

3. Несмотря на вероятностный характер, например, возможных внешних воздействий, отказов и т.п., особенностью систем управления как информационных систем является обеспечение однозначности реакции решающего устройства на целевую информацию (определённость, или детерминированность, алгоритма управления).

Реализация этих положений обеспечивает спроектированной системе управления свойства целенаправленности на решение поставленной задачи управления по представляемой в полном объёме целевой информации,однозначности выработанных решающей системой управляющих воздействий и предсказуемости реакции объекта управления на эти воздействия.

Таким образом, правильно спроектированная система управления является детерминированнойсистемой. Рассмотрим эти положения более детально.