Програмне управління
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Програмне управління

Програмне управління , управління режимом роботи об'єкту по заздалегідь заданою програмі . П. в. може здійснюватися як з використанням зворотному зв'язку, (системи із замкнутим ланцюгом дії), так і без неї (системи з розімкненим ланцюгом дії) (див. Автоматичне управління ). Системи П. в. із замкнутим ланцюгом дії можуть функціонувати з оптимізацією і без оптимізації режиму роботи керованого об'єкту. Процес П. в. з оптимізацією можна розглядати як мінімізацію деякого функціонала, що характеризує «відстань» між шуканим і дійсним (фактичним) станами об'єкту. Так, наприклад, П. в. літальними апаратами реалізує необхідну траєкторію їх руху, що забезпечує знаходження літального апарату у відповідних точках простору в задані моменти часу.

загрузка...

  Термін «П. у.» з оптимізацією виник в теорії управління системами, схильними до дії випадкових обурень (стохастичними). Хай, наприклад, рух об'єкту описується системою диференціальних рівнянь вигляду>, де   т.з. фазовий вектор, x випадкова вектор-функція, u ( t ) вектор, що управляє. Передбачимо також, що мета управління — перевести об'єкт (систему) з початкового стану x 0 в деяке кінцеве х т . Оскільки система стохастична, то не можна говорити про точне досягнення кінцевого стану х т . Мова може йти лише про такий вибір управління, яке мінімізує деяку функцію кінцевого стану J [ x (T)]. У якості такій функції приймається норма J [ x (T)] = ÷÷ х (Т) — х т ÷÷. У теорії подібних систем, до яких належать системи управління ракетами, багатьма технологічними процесами і т.д., широко поширений наступний прийом дослідження. Передбачимо, що x º 0, тобто система детермінована. Тоді можна намагатися знайти управління U ( t ), яке переводить систему точно в стан х т по деякій траєкторії руху — функції x ( t ). Якщо мета управління досяжна, то таких траєкторій можна визначити досить багато. Отже, з'являється можливість вибору управління U ( t ) (програми), яке забезпечує оптимальне значення деякому критерію. Наприклад, якщо йдеться про виведенні ракети на задану орбіту, то таким критерієм може бути витрата пального. Так виникає поняття оптимальної програми, яке охоплює зазвичай і поняття оптимальної траєкторії ( t ), і оптимального управління ( t ). Поняття оптимальної програми відноситься до систем, що ідеалізуються. Тому конструктор, визначивши оптимальну програму, проектує ще і систему управління програмою — траєкторією. Можна написати: U =   + u, де  — фіксована функція часу, а u — управління, що коректує, яке здійснюється по ланцюгу зворотного зв'язку. Система управління містить засоби виміру дійсної траєкторії, і завдання управління, що коректує, — забезпечити мінімальне розузгодження реальної траєкторії x ( t ) і оптимальною ( t ), яка досягає мети управління х т .

 

  Літ.: Мойсеєвий Н. Н., Чисельні методи в теорії оптимальних систем, М., 1971; його ж, Оптимізація і управління (еволюція ідей і перспективи), «Вісті АН(Академія наук) СРСР. Технічна кібернетика», 1974 № 4; його ж, Елементи теорії оптимальних систем, М., 1975.

  Н. Н. Мойсеєвий.

 

  П. в. технологічним устаткуванням і процесами охоплює управління рухом (верстати і ін. машини, механізми, рухомі об'єкти) і управління зміною фізичних і хімічних параметрів (температури, тиск, концентрації і т.п.). Найбільше практичне вживання отримало П. в. верстатами (див. Металоріжучий верстат ). У першому верстаті (фрезерному) з цифровим П. в. (1952, Массачусетський технологічний інститут, США) програма задавалася двійковим цифровим кодом, записаним на магнітній стрічці, який перетворювався інтерполятором в сигнал управління. Сигнал управління відтворювався стежачими приводами подач. У сучасних системах найбільш споживано два варіанти стежачого приводу — із замкнутим ланцюгом управління (переважно постійного струму) і з розімкненим ланцюгом (на крокових електродвигунах). Схеми управління виконуються на напівпровідникових приладах. Існують два основні класи систем П. у.: координатне управління переміщенням з одного положення в інше по непрограмованій (але, можливо, що оптимізується) траєкторії руху і контурне управління, в якому програмується вся траєкторія.

  Первинне цифрове П. в. розглядалося як основний метод автоматизації індивідуального і дрібносерійного виробництв; по мірі ж вдосконалення П. в. воно починає проникати в серійне і масове виробництво як засіб, що забезпечує максимальну мобільність виробництва (прудкість зміни характеристик виробів). У 60-х рр. з'явилися системи «прямого» П. в. з безпосереднім зв'язком ЕОМ(електронна обчислювальна машина) з одним або групою верстатів при роботі ЕОМ(електронна обчислювальна машина) в реальному масштабі часу. Набувають поширення системи цифрового П. в. з малими ЕОМ(електронна обчислювальна машина) змінної структури («з гнучкою логікою»). В кінці 60-х рр. з'явилися «циклові» системи П. в. — малі ЕОМ(електронна обчислювальна машина), що виконують лише логічні операції і замінюючі звичайні електронні пристрої на контактних і безконтактних реле. Стали застосовуватися також і адаптивні системи цифрового П. в., у яких програма задає геометрію виробу і критерії оптимальності, а адаптивне управління змінює режими різання по оптимальному закону. У самонавчальних системах цифрового П. в. критерії оптимальності виробляються на основі статистичного аналізу попередніх циклів.

  Розроблені технологічні ділянки повністю автоматизованого управління, здійснюваного за ієрархічним принципом. В цьому випадку центральна ЕОМ(електронна обчислювальна машина) управляє ЕОМ(електронна обчислювальна машина) -сателлітамі, а останні — малими ЕОМ(електронна обчислювальна машина) у верстатів. Створені автоматичні лінії, що працюють без ручного обслуговування (наприклад, «Система 24» фірми «Молінз», Великобританія). У таких системах термін «П. у.» отримує новий, ширший сенс — все управління здійснюється через систему ЕОМ(електронна обчислювальна машина) за допомогою однієї головної вхідної програми і допоміжних підпрограм що зберігаються в пам'яті всіх ЕОМ(електронна обчислювальна машина) системи.

  Літ.: Спірідонов А. А., Федоров Ст Би., Металоріжучі верстати з програмним управлінням, 2 видавництва, М., 1972; Шаумян Р. А., Комплексна автоматизація виробничих процесів., М., 1973; Булгаков А. А., Програмне управління системами машин, М., 1975.

  А. А. Булгаков.