![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Компьютеры, Программирование
Теория систем управления
Теории управления |
Управление - относится к математической теории управления движением технической системы. Необходимо написать алгоритм, по которому некоторая система управляется с помощью энергетического воздействия, например : летательный аппарат управляется с помощью рулевой машины. Оказывается создать управление это не очень сложно и это можно сделать интуитивно. Однако создать оптимальное управление чрезвычайно сложно. Теория оптимизации - это наука о наилучших алгоритмах (управления) созданных по некоторому критерию качества Критерий качества - создание (абстрактное) некоторой функции риска, которая должна быть в процессе оптимизации минимизированна (экстремальная задача). Управление бывает оптимальным и квазиоптимальным. Оптимальное - на бумаге, Квазиоптимальное - реальное, стремится к идеальному. Управление бывает :1) Программное 2) С помощью отрицательной обратной связи Программное управление – требуется создать программу, которая дает оптимальную траекторию (заложена в ЭВМ) движения некоторой системы.Пример 1 : Перевод летательного аппарата из точки А в точку В. Критерий - минимизировать расход горючего. Для реализации такой задачи создано две системы - ovs ar (США) и Глонасс (Россия), стоимость их очень высока.Пример 2 : Надо создать такую траекторию, чтобы шарик скатился из точки ‘А’ в точку ‘В’ за минимальное время. А А - Оптимальная В В траектория Управление с помощью отрицательной обратной связиОтрицательной обратной связью - называется передача энергии с выхода на вход некоторой управляемой системой вх Система вых обратная связь Бывает два вида обратной связи : Положительная ОС и отрицательная ОС.Отрицательная ОС уменьшает входное воздействие на систему пропорционально выходному отклику (демпфирует систему в целом).Автоматика - наука изучающая теорию анализа и синтеза систем управления (корректировка движения, оптимизация переходных процессов) и создание оптимального управления.Радиоавтоматика - наука, изучающая вопросы управления движением радиотехнических систем. Структурная схема системы радиоуправления : Радио- ((( Устройство (-(( Объект (( Датчик приемник Управления Управления ООСРадиоприемное устройство - устройство выделения сигнала по некоторому радиоканалу. Особенность выделения сигнала состоит в том, что сигнал выделяется на фоне внутренних шумов и помех.Внутренние шумы - тепловые шумы, которые всегда имеют место в радиоприемном устройстве.Таким образом в радиоавтоматике случайные процессы изучаются особо (шум, помеха, сама траектория движения)Устройство управления - как правило - вычислительная сис- тема с приводом и энергетической установкой.Привод - преобразователь механических колебаний в элек- трические.Объект управления - некоторая динамическая система.Динамическая система - система, которая описывается ли- нейными и нелинейными дифферен- циальными уравнениями высокого порядка.Датчик - устройство, которое измеряет положение летатель- ного аппарата в пространстве. Глава 1 Стохастическое управлениеВ случае стохастического управления, управляемые процессы являются случайными (стохастическими). Начальная точка управления А и конечная В не известны.
В этом случае сам управляемый процесс описывается стохастическими уравнени- ями, которые, как правило, апроксимируются марковскими процессами. Примеры систем автоматического управленияСистемы автоматического управления можно описать прибли- женно используя линейные или нелинейные дифференциальные уравнения (детерминированный подход без учета шумов).Это было до 60х годов: все подходы были стохастические линейные и нелинейные дифференциальные уравнения.Пример 1 (детерминированный) Управление движением космического аппарата в грави- тационном поле земли (задача двух тел). В геоцентрической системе координат Z r - расстояние от центра земли З - центр земли (вся ее масса) К.А. r К.А. - космический аппарат X На космический аппарат действует З притяжение : Y F2 К.А. F2 - управляющая сила F3 - сопротивление среды Если это уравнение спроектировать на оси ко- ординат, то получим следующие три уравнения :(1) (1)- система линейных дифференциальных уравнений 2-го по- рядка, которая описывает движение космического аппа- рата. Силы U1,U2,U3 - силы управления. {x( ),y( ),z( )} r( ) - траекторияОказывается, что в зависимости от начальных условий и па- раметров K1,K2,K3 траектория r( ) может быть круговая, эллипсоидная, параболическая. Пример 2 : Нелинейная система. Описывается нелинейным дифференциальным уравнением.Генератор колебаний : Можно показать, что процесс x( ) описывается дифферен- x( ) циальным уравнением 2-го M порядка с нелинейным членом C Если емкость варьировать, то может стать ну- лем и тогда мы получим си- нусоидальное колебание: x( )=a si (( () (автоколебания) Если - положительно, то амплитуда колебаний увели- чивается с течением времени. Если - отрицательно - амплитуда колебаний уменьша- ется с течением времени до нуля. Глава 2 Математическое описание систем (детерминированная терия) (идеальный случай)Линейные системы, которые описываются дифференциальными уравнениями называются динамическими системами. Если система описывается алгебраическими уравнениями - - это описание состояния равновесия (статические системы) По определению (1)(1)- линейное дифференциальное уравнение -го порядка. Правая часть - это дифференциальное уравнение воз- действия. Если Ly=0 (2) ,то Ly=Px.(2)- однородное дифференциальное уравнение - описывает линейные динамические системы без воздействия на них. Например колебательный контур. Правая часть уравнения (1) описывает воздействие на ли- нейную систему или называется управлением. Ly=x - управление. Если есть часть Px - то это сложное управление, учитыва- ющее скорость, ускорение. Передаточная функция линейной системыОт дифференциального уравнения (1) можно перейти к линей- ной системе, т.е. к некоторому четырехполюснику. Вх W(p) ВыхЭтот четырехполюсник можно создать на элементной базе или смоделировать на ЭВМ. От дифференциального уравнения (1) к W(p) можно перейти двумя путями - используя символический метод и 2-е прео- бразование Лапласа. Сивмолический метод Хиви Сайда. Применив символический метод к (1) получим : (3)Формула (3) представляет собой отношение двух полиномов - описание передаточной функции.
Использование преобразования Лапласа - преобразование Лапласа, p=j( Если мы применим преобразование Лапласа к левой части (1) и учитывая, что (4) X(p) Y(p) W(p) Если правая часть передаточной функции простейшая - , то воздействие обычное. Передаточ- ная функция будет иметь вид : (5) , где знамена- тель дроби есть характеристическое уравне- ние.Пример : Дифференциальное уравнение 2-го порядка описы- вается передаточной функцией : (6) Для нахождения решения дифференциального уравнения снача- ла необходимо решить следующее уравнение : Известно, что дифференциальное уравнение 2-го порядка имеет решение в виде комплексной экспоненты или действий над ней. (Это зависит от корней характеристического урав- нения). Если корни комплексные, тогда решение будет : (7) ( ) Если корни (( ( j( решение будет (7)((7) и (7)’ - решение в виде нарастающей или затухающей синусоиды, либо обычной синусоиды, если (=0. Устойчивость линейных системЛинейная система полностью описывается передаточной функ- цией, которая представляет собой : в комплескной плоскости p=( j( . Эти полиномы получены из дифференциальных урав- нений путем преобразования Лапласа. Ставится проблема: как исследовать систему с помощью W(p) Оказывается, что это проще сделать чем исследовать диффе- ренциальные уравнения. Исследование по W(p) производится с помощью анализа полюсов и нулей.Полюсом называется то значение корня уравнения в знаменателе, при котором Q(p)=0.Количество корней определяется степенью полинома. Если корни комплексно-сопряженные, то в точке, где Q()=0, W(p)=( - полюс.Нулями W(p) называются точки на комплексной плоскости, где полином P(p)=0. Количество нулей определяется порядком поли- нома. j( ( > 0 полюсы сопряж. пара ( - полюсы (корни характеристического урав- нения). Если корни комплексные, то они сопряженные.Выводы : 1. Если корни характеристического уравнения Q(p) находятся в левой полуплоскости , то система ус- тойчива. (( (() - решение для комплексных корней. 2. Если ( >0 , то решение будет (( ((). Система неустойчива. Расположение нулей определяет корректирующие свойства системы, т.е. оказывают воздействие на переходной процесс Если нули в левой полуплоскости, то такая система называется минимально фазовой. Если нули в правой полуплоскости - нелинейно фазовая система. Если полюсы на мнимой оси, т.е. (=0, то система нахо- дится в колебательном режиме (Система без потерь). Передаточная функция линейной системы на мнимой осиВ этом случае после преобразований получим: W(j()=A(() jB(() - Передаточная функция есть комплексное число. Замечание: Не путать с корнями на мнимой оси.Оказывается очень удобно исследовать W(j()на мнимой оси не с помощью нулей и полюсов, а с использованием комплек- сной передаточной функции.Комплексная функция :АЧХ - четная функция: АЧХ ФЧХАЧХ показывает селективность системы по амплитудному спектру. ФЧХ показывает - какой сдвиг фаз получает на выходе фильтра каждая гармоника.Замечание: Известно, что спектр сигнала (по Фурье) удобно представлять в ком- плексной виде, т.е. у спектра есть АЧХ (рас- пределение гармоник по амплитуде от частоты), и ФЧХ (рас- пределение фаз).В
Причины недооценки этих важнейших направлений работы понятны. Главная из них - мягко говоря, недостаточно высокая управленческая культура в нашем обществе в целом, а порой просто неграмотность, отсутствие элементарных представлений о современном менеджменте. СОВРЕМЕННЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ Итак, что же такое современный менеджмент? Он представляет собой систему идей и приемов эффективного построения и управления организациями. Эта система складывалась под влиянием реалий деловой жизни развитых стран, которые нашли свое отражение в работах ведущих специалистов по менеджменту, таких, как Р. Акофф, Р. Уотермен, П. Вейл, П. Дракер, А. Морита. В чем же заключается суть их идей? В отличие от теории управления, развиваемой до недавнего прошлого в нашей стране, современный менеджмент не может быть представлен в виде четко сформулированных правил, рецептов деятельности. В нем находит отражение понимание того, что мы живем в очень сложном и быстро меняющемся мире, в котором подвержены изменениям даже сами закономерности, по которым этот мир существует и развивается
1. Теория конфликтов. Проекция на сферу управления
2. Применение теории мотивации для повышения эффективности управления персоналом
3. Мотивация деятельности в менеджменте (мотивационное управление). Механизм и методы управления
4. Теория определения уровня дохода. Теория мультипликатора
5. Управление проектами и системы управления проектами
9. Введение в теорию многоэлектронного атома. Элементы теории многоэлектронных атомов
10. Теория системного управления
13. Задачи по теории управления
19. Теория автоматического управления
21. Теории мотивации потребностей в управлении персоналом
25. Характерные особенности теории и практики управления
26. Эволюция системного подхода в теории и практике управления
27. Эволюционные теории управления в образовании
28. Программа управления самолётом в режиме автопилота
31. Эволюционная теория Чарльза Дарвина
32. Теория Эволюции (шпаргалка)
33. Научный креационизм (Теория сотворения). Обновленная и улучшенная версия
36. ПВО. Устройство ЗАК МК. Система управления антенной (СУА)
37. Бюджетный дефицит и государственный долг: теория проблемы и ее проявление в российской экономике
42. Государственное управление в хозяйственной сфере деятельности
45. Шпаргалки для госэкзамена по теории государства и права
46. Иск в гражданском процессе: теория и практика
47. Теория социальной пассионарности Л. Н. Гумилева
48. Теория этногенеза Л.Н.Гумилева
49. Противоречивость "норманнской теории" происхождения государства у славян
50. Норманнская теория происхождения русской государственности ее апологеты и критики
51. Муниципальное управление зарубежных стран
52. Порядок управления государственным имуществом
53. Муниципальная собственность как объект муниципального управления (на примере МО “Город Архангельск”)
57. Теории государства и права (Шпаргалка)
58. Теория государства и права
59. Теория государства и права
60. Теория государства и права (Шпаргалка)
62. Экзаменационные вопросы к государственному экзамену по теории государства и права
63. Определения (Теория государства и право)
64. Предмет теории государства и права
65. Шпоры к ГОСам (теория государства и права)
66. Шпаргалки по теории государства и права
67. Взаимодействие органов государственного и муниципального управления
68. Теория государства и права
69. Теория государства иправа. Проблемно-тематический курс
74. "Теория" и поведение Раскольникова в романе Ф.Достоевского "Преступление и наказание"
75. Шпоры по Поэтике или теории литературы
76. Теория и методика русского языка (экзаменационные билеты)
77. Роль личности в глобальном процессе управления определяющем ход истории
78. Теория Якобинской диктатуры
79. Государственное управление Руси в XVII веке
80. Основные компоненты систем управления документооборотом. Фрейм: его структура и понятие
82. Принципы работы системы управления параллельными процессами в локальных сетях компьютеров
83. Проект структурированной кабельной системы для здания газопромыслового управления в поселке Пангоды
84. Управление звуковой картой компьютера
85. Использование компьютеров в управлении предприятием
89. Устройство дистанционного управления сопряженное с шиной компьютера IBM PC
90. Информационные технологии в управлении (Контрольная)
91. Теория многозадачности и многопоточности
92. Современные системы управления базами данных
93. Разработка программы- тренажера "Управление электросетями"
94. Лекции по теории проектирования баз данных (БД)
95. Система управления базами данных ACCESS
96. Программа управления самолётом в режиме автопилота
97. Работа в среде EXCEL. Средства управления базами данных в EXCEL